重金属废水处理新技术——纳米技术及材料和基因工程技术


    纳米技术是指在 1100 nm 尺度上研究和应用原子、分子现象,由此发展起来的多学科的、基础研究与应用研究紧密联系的新科学技术。达到纳米尺度范围或以它们为基本单元所构成的材料就是纳米材料。纳米技术作为一门新兴学科,对其研究才刚刚开始。但纳米技术在水污染治理方面所具有的巨大潜力已得到广泛认同。纳米过滤(NanofiltrationNF)是一种由压力驱动的新型膜分离过程,介于反渗透与超滤之间。纳滤膜主要存在以下 2 个特点:(1)膜的截留相对分子质量为 1001 000,纳滤膜存在真正的微孔,孔径处于纳米级范围;(2)纳滤膜对不同价态离子的截留效果不同,对单价离子的截留率低,对二价及多价离子的截留率则相对较高,由于让大部分单价离子自由通过,使得纳滤膜只需使用较低的操作压力(一般为 0.51.5 MPa);同时纳滤膜的通量高,相比于反渗透,纳米过滤具有设备投资低,能耗低的优点。利用纳米级的零价铁处理含铬(VI)废水,已经收到了良好效果。近来,JHChoi 等合成了纳米级的 ETS10,该材料对 Pb 2+ Cd 2+均有很强的吸附性。

    基因工程技术:Wilson 在上世纪 90 年代尝试用基因工程技术对微生物进行改造,并将其应用于含汞废水的治理,取得了较好结果。随后其他研究者也逐渐将基因工程技术应用于不同类型重金属废水的处理,从而使这一领域的研究日趋活跃。基因工程技术应用于重金属废水的治理指通过转基因技术,将外源基因转入微生物细胞中表达,使之表现出一些野生菌没有的优良遗传性状,从而实现对重金属 HgCu Cd等高效的生物富集。利用基因工程处理重金属废水目前尚处于实验研究阶段,真正用于工业水平还存在一些问题,如利用基因工程菌连续化处理重金属废水就面临难题。