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铁刨花变身“净水高手” 降低工业废水毒性
发布时间: 2011年04月28日    文章来源: 新民晚报

  锈迹斑斑的铁刨花时常被认为是被遗忘在角落的废物,但在同济大学马鲁铭教授的手里,这些废铁屑却得到了“绿色改造”,与铜搭档后变为净化“高手”,一招催化还原“绝技”能有效地降低工业废水的毒性。这项技术已在上海、江苏两个工业园区污水处理厂得到应用。目前,马鲁铭教授课题组正在替一个特大型工业污水处理厂做该技术方法的生产性研究。

  生物净化作用有限

  难降解工业废水是我国水污染控制的难点。马鲁铭说,利用微生物强化水体的自净能力,仍然是现在城市污水处理厂主导方法。“但这种方法只能解决绝大多数城市污水对水体的污染,对工业废水中少量的、种类甚多的毒害有机物作用十分有限,而且,一旦废水中毒害有机物超过一定浓度就会妨碍处理厂正常运行。”2005年,“松花江污染事件”就是一例硝基苯流入江水、污染水体的案例。
  马鲁铭说,国家规定排入城市污水处理厂的硝基苯浓度应小于5mg/L(百万分之五),但由于处理成本高,一些染料厂等工厂排放的工业污水其实都超过了这一限值,直接排入城市污水,甚至水体。

  大大降低污水毒性

  于是,马鲁铭与项目研究人员“借用”了铁的还原能力,来净化包含硝基苯类、氯化有机物等多种有毒污染物的工业废水。根据不同毒害有机物、不同水质条件,研究人员将铁刨花与另一种电极电位高的金属(比如铜)组合,设计了一套内电解体系。“简单地说,腐蚀学是研究如何让钢铁不生锈,我们是反其道而行之,利用单质铁被腐蚀的过程来净化污水。”
  “其中,铜只是用作电化学催化作用,而铁屑在内电解过程中能与毒害有机物产生还原反应,大幅降低污水的毒性。”马鲁铭说,“经过这种预处理的污水,再经由城市污水厂的生物净化法来处理,就会轻松许多。”
  而且,马鲁铭说,废铁刨花的“绿色改造”,可以令工业污水处理的成本降低。“城市污水处理厂处理一升污水,只需0.5到0.6元钱,但工业污水处理的成本比它高许多,至少需要2到3元。但铁刨花不仅原料便宜,2004年的时候每千克只有3元左右,而且处理污水时消耗很小——根据不同的废水,每升消耗10到50毫克不等。”

  不会产生二次污染

  2006年,马鲁铭和课题组同事将“绿色铁”项目引入到一个工业区的污水处理厂。该工业区集中了许多小型制药、石油化工和纺织工厂等,废水中的磷、氮等多种有毒有机物含量曾经一度超过排放标准。但经过“绿色铁”处理后,污水中氮的去除率已经由原来的13%提高到了85%,磷则从44%提高到了64%。据马鲁铭介绍,该工业区的污水处理厂里,铁刨花净化体系设计寿命原本为2年,但由于铁消耗量很小,该处理系统已经“超长服役”,目前仍在发挥净化效果。
  马鲁铭说,铁刨花在变废为宝的过程中,还不会带来二次污染。“铁在预处理污水的过程中,会变成两价的铁离子。对生物处理法来说,铁刨花的‘预处理’可以达到‘1+1>2’的效果,铁离子可以激活一些生物酶,还可以提高处理后水的澄清度。最后,铁离子会完全沉淀。在自然界,铁是一种分布很普遍的金属元素。”他说,而且,废水中的重金属离子遇上铁离子,很容易被置换出来。

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