废水中汞的化学蒸气发生捕集方法研究
目前水体中的汞污染严重,很难被微生物降解,容易被生物吸收并通过食物链不断累积,对人类的健康造成极大的危害。目前已经开发出了许多物理、化学或生物的废水汞处理方法。如化学沉淀法、离子交换法、电解法、活性炭法、金属还原法、微生物法等,现阶段这些方法虽然在不断完善,处理效果越来越好,依然存在各种不同的弊端。因此,发展一种快速、简单、低成本、绿色环保、无二次污染的的处理方法就非常必要了。
本论文依托于国家自然科学基金(No.20835003和No.20805032)项目,基于紫外光诱导化学蒸气发生法,通过对载气流速、光照时间、反应介质等因素对废水汞处理效率的影响考察,优化并确定了汞的去除实验方案；在汞去除的基础上,开发了光捕集汞的方法,并以此对汞在液-气-固三相体系中的迁移转化方式进行补充。
研究取得如下主要成果:
通过光照时间、反应介质浓度、载气流速等因素对处理效率的影响研究,得出最优实验方案:在甲酸浓度为10％(v/v),光照时间10 s,氩气流速为300 mL/min时的去除效率最高,超过了99.4％,与传统含汞废水处理比较更加快速、绿色和经济。整个过程仅有甲酸作为还原剂,反应物和副产物对于环境都是友好的(CO2和水),对于环境没有额外的污染。且实验所用载气可以完全使用空气替代,运行费用低。
开发了一个全新的汞捕集方法——光捕集,它是通过紫外光的照射对汞蒸气进行捕集的一个方法。整个过程无需加入任何试剂,仪仅通过紫外灯对汞蒸气进行照射就能将其由气体转化为固体捕集在管壁上。采用这个方法,对前面含汞废水处理后的废气(汞蒸气)的捕集效率能达到98％以上,避免了样品测试和废水处理带来的二次污染和废渣处理程序。明显比传统的其它方法更经济、高效、便捷。它还可以运用到空气中汞蒸气的去除以及环境或者地球化学样品衡量汞的分析测定。
通过对在甲酸介质中紫外光诱导汞冷蒸气发生和光捕集的机理探讨认为,甲酸在光诱导反应中要么产生了还原性强的CO·,要么产生了H·,二者均可以将Hg2+还原成Hg0。且只有在水蒸气存在的条件下,紫外光照射才能将汞蒸气氧化成HgO,实现汞的捕集。
方案中的载气完全可以用空气代替;用自然光也能达到紫外光的效果,不过需要的时间更长；水中本身含有的有机质可以起到甲酸的作用。故整个研究模拟了汞在自然界迁移转化的一种方式,是对汞在液-气-固三相的迁移转化的补充。
水体汞污染;废水处理;光捕集汞;光诱导化学蒸气发生;迁移转化
成都理工大学
硕士
地球化学
倪师军;侯贤灯;施泽明
2011
中文
X52;X703.1
49
2011-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）