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随着新能源产业的蓬勃发展,磷酸铁锂电池作为重要的储能器件,其生产过程中产生的含重金属废水处理问题日益凸显。本研究针对磷酸铁锂电池生产废水的特性,系统性地探讨了多种处理技术的优化方案与重金属去除机理。
在废水处理技术优化方面,本研究重点考察了化学沉淀法、膜分离技术和电化学处理工艺的协同效应。通过正交实验设计,确定了最佳pH值调节范围为8.5-9.2,此时铁、磷等主要污染物的去除效率可达98.7%以上。特别值得注意的是,采用梯度沉淀技术可显著提高重金属离子的选择性去除率,其中对镍、钴等有害金属的截留效果尤为突出。
在重金属去除机理研究方面,通过X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)表征分析发现,改性沸石吸附剂表面形成的羟基络合物对重金属离子具有特异性吸附作用。实验数据表明,当吸附剂投加量为2.5g/L时,对铅、镉等重金属的去除率分别达到99.2%和98.5%,吸附过程符合准二级动力学模型。
此外,本研究创新性地将生物强化技术与传统物化处理工艺相结合。通过筛选获得的耐重金属菌株Bacillus subtilis LZ-6,在优化培养条件下(30℃,pH=7.0),对废水中锌离子的生物吸附容量达到156.8mg/g,较常规处理方法提升约40%。