生态环境材料污水净化材料论文.doc

生态环境材料 ——污水净化材料 材料科学与工程081班 摘要：本文首先介绍和分析我国当前水环境的的现状，然后面对严峻的水污染问题，介绍了一些从末端上治理水污染的的方法方式和相应的净化材料的应用。文章中主要介绍了多孔陶瓷、生态混凝土、纳米材料、活性炭等比较典型的污水净化材料的净化机理和使用，为污水的治理提供了必要的理论指导。 关键字：污水净化材料 多孔陶瓷 生态混凝土 纳米材料 活性炭 0.引言 水是维持一切生命活动不可替代的物质，不仅为人类生存和发展所必需，也为人类的生产活动和维持人类赖以生存的生态环境所不可缺少。没有一定数量且质量合格的水，地球上—切生物都无法生存。但是，随着人类干预自然界能力的增强，目前水环境已深深地打上了人类活动的印记： 我国河流污染最严重的是流经城市的中小河流和有工厂分布的支流小河。许多这类河流成为纳污河道。如上海黄浦江，每天接纳废污水约 400万t。河流主要污染物是氨氮、挥发性酚和耗氧有机物。有的支流污染严重。如黄河的 5条支流 ( 湟水、 汾河、 渭河、 伊洛河、 大汶河) 水质严重恶化。长江有机污染是下游重于中游，中游重于上游，支流重于干流，湖泊水域重于江河水域。其中沱江、太湖水系最为严重，污染河长已分别达到75% 和69.6%。 我国湖泊水体主要受有机物污染和营养物污染。污染物主要来自入湖河流的周边工业废水和生活污水。其中BOD，亚硝酸盐氨、硝酸盐氮、全氨、汞、砷等含量有显著上升迹象。濒临城镇的湖区和工业较集中、水量较小的河段湖区污染严重，水体黑臭。如武汉市东湖每年入湖的全氮485t，全磷40t，其中生活污水超过60%，夏秋两季藻类异常增殖，形成“水华”，水质恶化。 我国城市地下水普遍受到污染，多数城市局部地下水质在恶化。我国有60～80％的城市地下水中总硬度、三氨不同程度地超过国家饮用水标准。30%～40%的城市地下水中酚、 氰化物、砷、汞、铬、氟不同程度地超标。部分城市地下水氯离子含量在升高。 我国近海海域普遍存在着不同程度的污染。河口海域和海湾水质较差。近海海水中严重超标的污染物是营养盐类和石油类。石油污染是最严重的污染之一。渤、黄、东、南4个海，全海区油浓度超标面积约12万k㎡，占调查海区总面积的1/3 ，污染以黄海大连湾最严重。每年入海化学耗氧物超过600万t，其总量为所调查的污染物之首。COD超标面积约1．3万km2 ，占调查海区总面积的3．5% 。较严重的是菜州湾、大连湾、杭州湾和厦门海域。部分海域重金属铜污染突出。近年来，海上镒油事故、有机物污染和赤潮有加重趋势。 因此，面对如此严重的水环境问题，对水环境的保护和对已污染水质的治理已是迫在眉睫的事情。每个社会人都有责任和义务保护我们赖以生存的水资源。治理水污染的方法和途径很多，如从根源上杜绝污染和治理已污染的水质等。现在我们就从治理已经污染的水质方面进行学习和研究。并介绍几种常见污水净化材料及其实际应用 多孔陶瓷在污水处理中的应用 目前，多孔陶瓷在污水处理中的应用主要包括两个方面：一是利用多孔陶瓷的吸附性和离子交换性对污水中的有机质、细菌等污染物进行物理截留的过滤介质；二是在固定化生物滤池中作为生物载体。 1.1用作吸附过滤介质 由于多孔陶瓷特殊的结构，当滤液通过时，其中的悬浮物、胶体物及微生物等污染物质被阻截在过滤介质表面或内部，同时附着在污染物上的病毒等也一起被截留。该过程是吸附、表面过滤及深层过滤相结合的过程。吸附主要以物理吸附为主；表面过滤主要发生在过滤介质的表面，多孔陶瓷起着一种筛滤的作用，大于微孔孔径的颗粒被截留，被截留的颗粒在过滤介质表面产生架桥现象，形成了一层滤膜，该层滤膜可防止杂质进人过滤层内部将微孔堵塞；深层过滤发生在多孔陶瓷内部，由于多孔陶瓷孔道的迂回，加上流体介质在颗粒表面形成的拱桥效应及惯性冲撞的影响，因此，多孔陶瓷的过滤精度比孔径本身小得多，对于液体介质过滤孔径约为多孔陶瓷孔径的1/5～1/10，对于气体介质约为孔径的1/10～1/20。一些具有多孔结构的非金属矿物如膨润土、凹凸棒土、累脱石、土壤、沸石及硅藻土等对污水中的有机质有很好的吸附作用。其中沸石作为吸附剂处理污水的研究由来已久，处理污水中磷污染的效果很好。目前，很多科学研究工作者研制出的高性能新型多孔陶瓷如陶瓷膜、多孔纤维陶瓷也是一种可对污水进行深度处理的滤材。雷闰盈等人采用钛酸丁酯热分解法在陶瓷、玻璃表面，制得TiO2微粒为7～30 nm、均匀透明的多孔锐钛型TiO2纳米微粒膜材料。该膜具有很好的杀菌性能，在30 min内对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的杀菌率均达到90％以上。利用莫来石纤维作为原料，采用排液法制备的超多孔陶瓷，气孔滤达96％以