高純銅鋅合金濾材處理水中重金屬的應(yīng)用

    摘要：介紹高純銅鋅合金濾材的特性和先進(jìn)性，以及討論了去除水中鉛、砷、汞的機(jī)理，可應(yīng)用的范圍，應(yīng)用現(xiàn)狀及前景。高純銅鋅合金濾材的特性和先進(jìn)性，及討論了去除水中鉛、砷、汞的機(jī)理，可應(yīng)用的范圍，應(yīng)用現(xiàn)狀及前景。

關(guān)鍵詞：高純銅鋅合金濾材；重金屬；電化反應(yīng)；水處理

引言

    高純銅鋅合金濾材是高純度的銅，鋅顆粒，通過(guò)電化學(xué)氧化一還原(電子轉(zhuǎn)移)進(jìn)行水處理工作，它可以清除水中高達(dá)99％的鉛、鉻、汞與其它可溶解金屬。對(duì)控制細(xì)菌，真菌污垢，水藻的滋生成效卓著。被用于預(yù)處理，主處理與廢水處理設(shè)備。

1去除重金屬的機(jī)理

    高純銅鋅合金濾材處理介質(zhì)可以去除水中的重金屬離子，如鉛、汞、銅、鎳、鎘、砷、銻、鋁和其他許多可溶性重金屬離子，它們的去除是 通過(guò)電化學(xué)氧化還原反應(yīng)和催化作用完成的。去除重金屬離子的機(jī)理如下：金屬離子鍍覆于高純銅鋅合金濾材處理介質(zhì)的表面或進(jìn)入高純銅鋅合金濾材晶格中，從而 使有重金屬污染物結(jié)合在高純銅鋅合金濾材上。例如，水中溶解的鉛離子還原成不溶性的鉛原子，并鍍覆于高純銅鋅合金濾材介質(zhì)的表面；X射線衍射研究發(fā)現(xiàn)汞 的去除是形成了銅一汞合金。

    高純銅鋅合金濾材處理重金屬離子的化學(xué)反應(yīng)式如下：

    金屬離子在水的pH值升高時(shí)水解形成金屬氫氧化物沉淀，也能去除金屬離子。

2高純銅鋅合金濾材的可應(yīng)用范圍

    高純銅鋅合金濾材可廣泛用于預(yù)處理，主處理與廢水處理設(shè)備中。它們大多與活性碳顆粒過(guò)濾器，碳?jí)K或管內(nèi)過(guò)濾器共同使用。也可單獨(dú)使用。用高純銅鋅合金濾材介質(zhì)進(jìn)行水的預(yù)處理是一種簡(jiǎn)單、低耗的方法。對(duì)于微濾、超濾、反滲透膜、 離子交換樹(shù)脂、顆粒狀活性炭，高純銅鋅合金濾材介質(zhì)能夠保護(hù)這些昂貴易損的水處理組件不受氯、微生物、結(jié)垢的影響。此外，高純銅鋅合金濾材口介質(zhì)能去除高 達(dá)98％的重金屬，如Pb、cd：Ce、Ag、Ar、AI、Se、Cu、Hg，另外，借助沉淀在高純銅鋅合金濾材介質(zhì)上發(fā)生的氧化還原反應(yīng)還可以降低水中 碳酸鹽、硝酸鹽和硫酸鹽。

    影響膜分離工藝效率的主要問(wèn)題是各種污染物在膜表面的沉積，造成膜表面孔的堵塞，這已是無(wú)可爭(zhēng)議的事實(shí)。高純銅鋅合金濾材介質(zhì)與微濾、超濾、反滲透膜、離子交換樹(shù)脂、顆粒活性炭相比，在提高水處理效率和持續(xù)保持方面具有更多的優(yōu)勢(shì)，消耗更低。

2．1去除市政飲用水中的余氯

    高純銅鋅合金濾材口處理介質(zhì)正日益被用來(lái)替代或與活性炭過(guò)濾器聯(lián)合使用，去除市政自來(lái)水中的余氯(可高達(dá)99％)，其主要特點(diǎn)是使 用壽命長(zhǎng)。并保護(hù)活性炭濾層免受細(xì)菌污染，使碳的去污能力提升到原來(lái)的15倍。并且高純銅鋅合金濾材使更小型的碳過(guò)濾器的使用成為可能，從而降低了使用成 本。

2．2保護(hù)反滲透裝置

    反滲透膜很容易受氯腐蝕。高純銅鋅合金濾材口介質(zhì)可代替活性炭處理以保護(hù)反滲透(RO)裝置免受氯氣、細(xì)菌污染，有抑制微生物繁殖 的作用。美國(guó)現(xiàn)代中西部門(mén)診部實(shí)驗(yàn)室處理量為355Ud的反滲透裝置，裝了高純銅鋅合金濾材過(guò)濾介質(zhì)預(yù)處理設(shè)備后，膜的使用壽命明顯延長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)室的操作管 理人員的報(bào)告表明：反滲透膜工作了整整八年，給美國(guó)病理學(xué)院提供了大量試劑用水，出水水質(zhì)一直保持在一級(jí)水平。

2.3抑制冷卻水中細(xì)菌及藻類(lèi)的繁殖、減少結(jié)垢

    冷卻塔及水冷式熱交換器中的水常被加溫并曝于空氣一因而成為細(xì)菌、藻類(lèi)繁殖的絕好溫床(例如Legionella(軍團(tuán)病)可得自冷卻塔)。傳統(tǒng)化學(xué)法通過(guò)投加藥劑控制冷卻塔中藻類(lèi)及細(xì)菌生長(zhǎng)，其費(fèi)用昂貴，后續(xù)污水處理成本也高。高純銅鋅合金濾材處理介質(zhì)處理冷卻水成本低，可有效控制藻類(lèi)及細(xì)菌生長(zhǎng)，不使用對(duì)環(huán)境有害的化學(xué)物質(zhì)。另外，經(jīng)高純銅鋅合金濾材介質(zhì)處理后的水可減少硬水垢的生成。

2．4高純銅鋅合金濾材處理介質(zhì)與其它凈水系統(tǒng)

    高純銅鋅合金濾材介質(zhì)可以控制顆�；钚蕴繉踊蚧钚蕴繛V芯內(nèi)細(xì)菌、藻類(lèi)的繁殖。當(dāng)活性炭與高純銅鋅合金濾材處理介質(zhì)一起使用時(shí)，活性炭去除有機(jī)雜質(zhì)及余氯的能力增強(qiáng)。高純銅鋅合金濾材處理介質(zhì)也可以代替滲銀活性炭。從而降低成本。也避免了滲銀活性炭銀的性造成的潛在危險(xiǎn)。

2．5去除有害重金屬及其他可溶性重金屬離子

    高純銅鋅合金濾材口介質(zhì)，可單獨(dú)用來(lái)從水中除去鉛、汞、砷等有害重金屬以達(dá)到滿足飲用水的要求。以除砷為例，當(dāng)進(jìn)水含砷量為 5mg／L，口高純銅鋅合金濾材過(guò)濾處理后水中含砷量為O-lmg／L，去除率99．7％。在應(yīng)用高純銅鋅合金濾材除砷時(shí)，毋需投加藥劑，所需設(shè)備也較簡(jiǎn) 單，僅需配備一臺(tái)高純銅鋅合金濾材過(guò)濾器，處理過(guò)程也十分迅速，其過(guò)濾速度是一般采用石英砂的機(jī)械過(guò)濾器的三倍，因而設(shè)備占地面積也較小。

3高純銅鋅合金濾材的其他優(yōu)點(diǎn)

    高純銅鋅合金濾材處理介質(zhì)的高壽命，保守的估計(jì)高純銅鋅合金濾材處理介質(zhì)的使用壽命也在l0年以上。提供高質(zhì)量的家庭用水口感更好，雜味更少的水質(zhì)。

4結(jié)論

    高純銅鋅合金濾材已經(jīng)在國(guó)外水處理行業(yè)中得到普遍使用，但國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)用較少。目前國(guó)內(nèi)已有一些公司如：北京盛峰飛龍環(huán)�？萍加邢薰� 司等通過(guò)不斷的嘗試，使其成功的運(yùn)用到凈水、中水、污水等水處理行業(yè)中，且已批量出口�？梢灶A(yù)見(jiàn)，隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)高純銅鋅合金濾材的逐步認(rèn)知，高純銅鋅合 金濾材在國(guó)內(nèi)水處理行業(yè)中必將得到更加廣泛的應(yīng)用。