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鐵刨花變身“凈水高手” 降低工業廢水毒性
發布時間: 2011年04月28日    文章來源: 新民晚報

  銹跡斑斑的鐵刨花時常被認為是被遺忘在角落的廢物,但在同濟大學馬魯銘教授的手里,這些廢鐵屑卻得到了“綠色改造”,與銅搭檔后變為凈化“高手”,一招催化還原“絕技”能有效地降低工業廢水的毒性。這項技術已在上海、江蘇兩個工業園區污水處理廠得到應用。目前,馬魯銘教授課題組正在替一個特大型工業污水處理廠做該技術方法的生產性研究。

  生物凈化作用有限

  難降解工業廢水是我國水污染控制的難點。馬魯銘說,利用微生物強化水體的自凈能力,仍然是現在城市污水處理廠主導方法。“但這種方法只能解決絕大多數城市污水對水體的污染,對工業廢水中少量的、種類甚多的毒害有機物作用十分有限,而且,一旦廢水中毒害有機物超過一定濃度就會妨礙處理廠正常運行。”2005年,“松花江污染事件”就是一例硝基苯流入江水、污染水體的案例。
  馬魯銘說,國家規定排入城市污水處理廠的硝基苯濃度應小于5mg/L(百萬分之五),但由于處理成本高,一些染料廠等工廠排放的工業污水其實都超過了這一限值,直接排入城市污水,甚至水體。

  大大降低污水毒性

  于是,馬魯銘與項目研究人員“借用”了鐵的還原能力,來凈化包含硝基苯類、氯化有機物等多種有毒污染物的工業廢水。根據不同毒害有機物、不同水質條件,研究人員將鐵刨花與另一種電極電位高的金屬(比如銅)組合,設計了一套內電解體系。“簡單地說,腐蝕學是研究如何讓鋼鐵不生銹,我們是反其道而行之,利用單質鐵被腐蝕的過程來凈化污水。”
  “其中,銅只是用作電化學催化作用,而鐵屑在內電解過程中能與毒害有機物產生還原反應,大幅降低污水的毒性。”馬魯銘說,“經過這種預處理的污水,再經由城市污水廠的生物凈化法來處理,就會輕松許多。”
  而且,馬魯銘說,廢鐵刨花的“綠色改造”,可以令工業污水處理的成本降低。“城市污水處理廠處理一升污水,只需0.5到0.6元錢,但工業污水處理的成本比它高許多,至少需要2到3元。但鐵刨花不僅原料便宜,2004年的時候每千克只有3元左右,而且處理污水時消耗很小——根據不同的廢水,每升消耗10到50毫克不等。”

  不會產生二次污染

  2006年,馬魯銘和課題組同事將“綠色鐵”項目引入到一個工業區的污水處理廠。該工業區集中了許多小型制藥、石油化工和紡織工廠等,廢水中的磷、氮等多種有毒有機物含量曾經一度超過排放標準。但經過“綠色鐵”處理后,污水中氮的去除率已經由原來的13%提高到了85%,磷則從44%提高到了64%。據馬魯銘介紹,該工業區的污水處理廠里,鐵刨花凈化體系設計壽命原本為2年,但由于鐵消耗量很小,該處理系統已經“超長服役”,目前仍在發揮凈化效果。
  馬魯銘說,鐵刨花在變廢為寶的過程中,還不會帶來二次污染。“鐵在預處理污水的過程中,會變成兩價的鐵離子。對生物處理法來說,鐵刨花的‘預處理’可以達到‘1+1>2’的效果,鐵離子可以激活一些生物酶,還可以提高處理后水的澄清度。最后,鐵離子會完全沉淀。在自然界,鐵是一種分布很普遍的金屬元素。”他說,而且,廢水中的重金屬離子遇上鐵離子,很容易被置換出來。

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