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以废治废铁屑净化工业废水 |
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发布者：admin
发布时间：2011-5-26
点击次数：1053
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铁屑能净化工业废水？这个异想天开的想法，让同济大学马鲁铭教授和他的团队孜孜不倦为之奋斗了8年，终于在2008年结出硕果——他的“绿色铁”论文发表于国际环境科学领域最具影响力的期刊《环境科学与技术》上。
还原可降低生物毒性
说稀奇，一点都不稀奇，化学家们有一种能力，各种物质到他们手上，经过排列重组再结合，就能变魔术般变成其他物质。
人们早就发现，水有自我净化的能力，这依赖于水中的微生物。随着工业发展，排入水体的有机物速度大大超过了微生物分解速度，造成水体含氧量急剧下降，当水体含氧量降为零，水就成了“死水”。
发明于十九世纪初的污水生物处理法，迄今仍是城市污水处理厂的主导方法，其原理就是人为导入微生物，强化水体自净功能。尽管微生物处理起有机物来很“卖力”，可一旦遇上有毒有害物质，它们也会“偃旗息鼓”。环境工程师用尽了各种手段，都难于调动微生物对抗“毒害”有机物的积极性，不仅如此，这些有机物还很“顽固”，难以被氧化，这真让人大伤脑筋。
一条路走不通，何不试试另一条路？马鲁铭发现，将毒害有机物还原后，其生物毒性可大大降低，把它们变“老实”后再交给微生物处理，不就容易得多？一个崭新的想法在马鲁铭新心中成形了。
铁刨花解毒又脱磷
接下来的任务，就是要选择优秀的还原剂。金属加工过程中的铁屑(铁创花)进入了马鲁铭的视线，“铁屑来源广泛，价格低廉，又是工业废料，正好来个‘以废治废’。”
马鲁铭课题组将铁屑与另一种电极电位高的金属（如铜）组配，构成所谓的内电解体系，提高铁屑的还原能力。在“铁铜联合军”中，铁屑参与转化毒害有机物的反应，铜起催化作用。当毒害有机物被还原后，就交给微生物按照传统思路处理污水。马鲁铭发现，这时候内电解产生的铁离子在水中，还能大大提高了微生物的“工作积极性”，让水体看起来更澄清。
成功“驯服”毒害有机物后，马鲁铭课题组仍不满足，他们将触角伸向污水处理的另一个难点——富营养化上。富营养化主要是由于水体中氮、磷的富集，造成水中植物、特别是藻类疯长，同样会导致水体“死亡”。由于不同的微生物存活时间不同，脱氮和除磷一直是一件鱼与熊掌不可兼得的事。要脱氮，就得选“长寿”的微生物，要除磷，就要选“短命”的微生物。
有铁离子的加入，一切就会不同。马鲁铭介绍说，当铁离子与磷结合形成含磷化合物，即可通过沉淀去除，而微生物只需“专心”做脱氮一件事。这样一来，仅需一次处理，就能既吃了鱼，又得了熊掌。
该技术在上海某工业园区应用后，化工废水COD(化学耗氧量)减排约一半、毒害有机物减排约70%，3年为该企业节约796万元。
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