水处理混凝除钼研究进展与展望

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0009

无机盐工业 ›› 2024, Vol. 56 ›› Issue (9): 24-33.doi: 10.19964/j.issn.1006-4990.2024-0009

水处理混凝除钼研究进展与展望

甘永海¹^,²(), 丁心贺¹^,³, 丁程成¹, 罗军¹, 徐斌¹, 孔明¹, 宋孝杰⁴, 崔益斌¹()

^1.生态环境部南京环境科学研究所，江苏南京 210042
^2.中国地质大学（北京）地下水循环与环境演化教育部重点实验室，北京 100083
^3.南京信息工程大学，江苏南京 210044
^4.中国石化扬子石油化工有限公司，江苏南京 210018

收稿日期:2024-01-07 出版日期:2024-09-10 发布日期:2024-09-26
通讯作者: 崔益斌（1967— ），男，博士，教授，研究方向为流域生态保护与污染防治技术、水污染控制技术与原理；E-mail：cyb@nies.org。
作者简介:甘永海（1993— ），男，博士，助理研究员，研究方向为水处理药剂的开发和应用；E-mail：ganyonghai@nies.org。
基金资助:
国家重点研发计划项目(2022YFC3204004);国家自然科学基金项目(22206134);地下水循环与环境演化教育部重点实验室开放课题基金项目(2022-002);生态环境部南京环境科学研究所创新团队项目(ZX2023QT017)

A comprehensive review of molybdenum removal by coagulation in water treatment

GAN Yonghai¹^,²(), DING Xinhe¹^,³, DING Chengcheng¹, LUO Jun¹, XU Bin¹, KONG Ming¹, SONG Xiaojie⁴, CUI Yibin¹()

^1.Nanjing Institute of Environmental Sciences，MEE，Nanjing 210042，China
^2.MOE Key Laboratory of Groundwater Circulation and Environmental Evolution，China University of Geosciences（Beijing），Beijing 100083，China
^3.Nanjing University of Information Science and Technology，Nanjing 210044，China
^4.SINOPEC Yangzi Petrochemical Co.，Ltd.，Nanjing 210018，China

Received:2024-01-07 Published:2024-09-10 Online:2024-09-26

摘要/Abstract

摘要：

随着工业的高速发展，钢铁、石油化工、电子等行业对金属钼的需求量日益增大，钼矿的大规模开采带来了严重的水污染问题。钼污染水体对人类健康和生态系统稳定造成了很大的威胁。在被钼污染的地下水、地表水和含钼废水处理中，经济且高效的混凝处理技术应用最为广泛。在分析钼的水污染现状和治理技术的基础上，全面综述了水处理混凝除钼技术中混凝剂、影响混凝除钼的主要因素、混凝除钼工艺及除钼机制的研究进展。铁盐是除钼应用最为广泛的混凝剂，在优化pH为4.0~5.0时，能够在复杂水基质条件下稳定去除钼污染物。水中碱度、硬度及磷酸盐、有机污染物对除钼的影响应该受到更多关注。多级混凝工艺在实际含钼水处理中效果显著。静电吸附、表面络合与网捕卷扫是混凝除钼的主要机制。此外，进一步对混凝除钼技术的科学研究和工程应用进行了总结和展望，可为钼的水污染控制提供有益参考。

关键词: 混凝, 絮凝, 除钼, 铁盐, 铝盐

Abstract:

With the rapid development of industries，the demand for molybdenum（Mo） in steel，petrochemical engineering，electronics and other industries is increasing day by day，and the large-scale mining of Mo ore has brought serious water pollution problems.Mo-polluted water bodies posed a great threat to human health and ecosystem stability.In the treatment of Mo-polluted groundwater，surface water and Mo-containing wastewater，economical and efficient coagulation treatment technology was most widely used.On the basis of analyzing the water pollution status and treatment technology of Mo，the research progress of coagulants，main factors，coagulation process and coagulation mechanism for Mo removal were reviewed in this paper.Iron salt was the most widely used coagulant for Mo removal，and Mo contaminants could be removed under complex water matrix conditions within the optimized pH range of 4.0~5.0.The effects of alkalinity，hardness，phosphates，and organic pollutants in water on Mo removal by coagulation should be paied more attention.The multi-stage coagulation process showed remarkable effects in the actual treatment of Mo-containing water.Electrostatic adsorption，surface complexation and sweep flocculation were the main mechanism for Mo removal by coagulation.In addition，the scientific research and engineering application of Mo removal by coagulation technology were summarized and prospected，providing useful references for the water pollution control of Mo.

Key words: coagulation, flocculation, molybdenum removal, ferric salt, aluminum salt

中图分类号:

TQ136.12

甘永海, 丁心贺, 丁程成, 罗军, 徐斌, 孔明, 宋孝杰, 崔益斌. 水处理混凝除钼研究进展与展望[J]. 无机盐工业, 2024, 56(9): 24-33.

GAN Yonghai, DING Xinhe, DING Chengcheng, LUO Jun, XU Bin, KONG Ming, SONG Xiaojie, CUI Yibin. A comprehensive review of molybdenum removal by coagulation in water treatment[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2024, 56(9): 24-33.

图/表 8

图1

图2

表1

图3

图4

图5

图6

图7

参考文献 48

1	HOLLAK S A W， GOSSELINK R W， VAN ES D S，et al.Comparison of tungsten and molybdenum carbide catalysts for the hydrodeoxygenation of oleic acid［J］.ACS Catalysis，2013，3（12）：2837-2844.
2	XING Hairui， HU Ping， HE Chaojun，et al.Design of high-performance molybdenum alloys via doping metal oxide and carbide strengthening：A review［J］.Journal of Materials Science & Technology，2023，160：161-180.
3	SMEDLEY P L， KINNIBURGH D G.Molybdenum in natural waters：A review of occurrence，distributions and controls［J］.Applied Geochemistry，2017，84：387-432.
4	SONG Zhixin， SONG Gangfu， TANG Wenzhong，et al.Molybdenum contamination dispersion from mining site to a reservoir［J］.Ecotoxicology and Environmental Safety，2021，208：111631.
5	郭志军，周慧晶，吕达强.葫芦岛市钢屯地区地下水钼污染状况调查［J］.环境保护科学，2007，33（4）：49-51.
	GUO Zhijun， ZHOU Huijing， Daqiang LÜ.Investigation on polluted status of molybdenum in groundwater of gangtun district in Huludao［J］.Environmental Protection Science，2007，33（4）：49-51.
6	World Health Organization.Guidelines for drinking-water quality［M］.4th ed.［S.l.］：WHO Library Cataloguing-in-Publication，2002.
7	国家市场监督管理总局，国家标准化管理委员会. 生活饮用水卫生标准：GB 5749—2022 ［S］.北京：中国标准出版社，2022.
8	国家环境保护总局，国家质量监督检验检疫总局. 地表水环境质量标准：GB 3838—2002 ［S］.北京：中国环境科学出版社，2002.
9	辽宁省质量技术监督局，辽宁省环境保护局. 辽宁省污水综合排放标准：DB 21/1627—2008 ［S］.沈阳：出版者不详，2008.
10	ABEJÓN R.An overview to technical solutions for molybdenum removal：Perspective from the analysis of the scientific literature on molybdenum and drinking water（1990—2019）［J］.Water，2022，14（13）：2108.
11	PIVOKONSKY M， NOVOTNA K， PETRICEK R，et al.Fundamental chemical aspects of coagulation in drinking water treat-ment-back to basics［J］.Journal of Water Process Engineering，2024，57：104660.
12	GAN Yonghai， DING Chengcheng， XU Bin，et al.Antimony（Sb） pollution control by coagulation and membrane filtration in water/wastewater treatment：A comprehensive review［J］.Journal of Hazardous Materials，2023，442：130072.
13	ABUJAZAR M S S， KARAAĞAÇ S U， ABU AMR S S，et al.Recent advancement in the application of hybrid coagulants in coagulation-flocculation of wastewater：A review［J］.Journal of Cle-aner Production，2022，345：131133.
14	DU Zhiping， GONG Zupeng， QI Wenhao，et al.Coagulation performance and floc characteristics of poly-ferric-titanium-silicate-chloride in coking wastewater treatment［J］.Colloids and Surfaces A：Physicochemical and Engineering Aspects，2022，642：128413.
15	BELLO A， MARTINCIGH B S， NYAMORI V O，et al.Vanadium removal and floc characteristics of tannin biocoagulants and iron sulphate in the treatment of mine effluent［J］.Chemical Engineering Journal，2023，476：146665.
16	ZHANG Xiang， MA Jun， LU Xixin，et al.High efficient removal of molybdenum from water by Fe₂（SO₄）₃：Effects of pH and affecting factors in the presence of co-existing background constituents［J］.Journal of Hazardous Materials，2015，300：823-829.
17	MA Wei， SHA Xuelong， GAO Lianlian，et al.Effect of iron oxide nanocluster on enhanced removal of molybdate from surface water and pilot scale test［J］.Colloids and Surfaces A：Physicoche-mical and Engineering Aspects，2015，478：45-53.
18	CHELLAM S， CLIFFORD D A.Physical-chemical treatment of groundwater contaminated by leachate from surface disposal of uranium tailings［J］.Journal of Environmental Engineering，2002，128（10）：942-952.
19	ZHANG Xiang， MA Jun， LU Xixin，et al.High efficient removal of trace molybdenum from water by FeCl₃：Effects of pH and affecting factors in the presence of co-existing background constituents［J］.Journal of Harbin Institute of Technology，2016，23（4）：75-83.
20	ZHANG Bei， LIU Bingbing， HUANG Yuanfang，et al.Recovery of molybdenum from metallurgical wastewater by Fe（Ⅲ） coagulation and precipitation flotation process［C］//LAZOU A，DAEHN K，FLEURIAULT C，et al.REWAS 2022：Developing Tomorrow′s Technical Cycles （Volume I）.Cham：Springer，2022：251-258.
21	HUANG Yanfang， ZHANG Bei， LIU Bingbing，et al.Clean and deep separation of molybdenum and rhenium from ultra-low concentration solutions via vapidly stepwise selective coagulation and flocculation precipitation［J］.Separation and Purification Technology，2021，267：118632.
22	林朋飞，张晓健，陈超，等.含钼废水处理及饮用水应急处理技术及工艺［J］.清华大学学报（自然科学版），2014，54（5）：613-618.
	LIN Pengfei， ZHANG Xiaojian， CHEN Chao，et al.Treatment of molybdenum-containing wastewater and drinking water［J］.Journal of Tsinghua University（Science and Technology），2014，54（5）：613-618.
23	晁雷，王瑶，王彧，等.二级强化混凝法处理含Mo（Ⅵ）废水的研究［J］.沈阳建筑大学学报（自然科学版），2022，38（2）：379-384.
	CHAO Lei， WANG Yao， WANG Yu，et al.Treatment of Mo（Ⅵ） wastewater by secondary enhanced-coagulation［J］.Journal of Shenyang Jianzhu University（Natural Science），2022，38（2）：379-384.
24	王彧.含钼污水处理工艺的参数确定及工程应用效果［J］.环境保护科学，2021，47（2）：97-100，176.
	WANG Yu.Determination of treatment parameters for wastewater containing molybdenum and its application effect［J］.Environmental Protection Science，2021，47（2）：97-100，176.
25	张翔，马军.聚氯化铁高效去除水中钼离子的研究［J］.给水排水，2016，52（3）：41-45.
	ZHANG Xiang， MA Jun.Study on efficient removal of molybdenum ion from water by polyferric chloride［J］.Water & Wastewater Engineering，2016，52（3）：41-45.
26	李娟，郝萌.酸洗钼酸铵全污染物控制工程示范［J］.环境与可持续发展，2017，42（4）：222-224.
	LI Juan， HAO Meng.Engineering demonstration of pickling ammonium molybdate total pollutant control［J］.Environment and Sustainable Development，2017，42（4）：222-224.
27	陈思莉，常莎，崔恺，等.突发钼泄露流域环境现状分析及削污工程实例［C］//2018中国环境科学学会科学技术年会论文集（第二卷）.合肥：中国环境科学学会，2018：1033-1040.
28	陈思莉，常莎，黄大伟，等.3·28黑龙江鹿鸣矿业尾矿库泄漏事件受污染河水应急处理工艺筛选及处置效果［J］.环境工程学报，2021，15（9）：2895-2903.
	CHEN Sili， CHANG Sha， HUANG Dawei，et al.Development and application of emergency treatment process for polluted river water caused by leakage of tailing pond of Luming mining in Heilongjiang Province on March 28［J］.Chinese Journal of Environmental Engineering，2021，15（9）：2895-2903.
29	赵可江，王俊，崔俊峰，等.絮凝沉淀法和离子交换法对比处理含钼地表水研究［J］.有色金属（冶炼部分），2021（6）：109-114.
	ZHAO Kejiang， WANG Jun， CUI Junfeng，et al.Comparison research on treatment of molybdenum contaminated surface water by flocculation precipitation and ion exchange method［J］.Nonferrous Metals（Extractive Metallurgy），2021（6）：109-114.
30	张翔.原位铁（氢）氧化物去除受污染水中钼离子的效能与机理［D］.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2015.
	ZHANG Xiang.Efficiency and mechanism of molybdenum removal from contaminated water by in situ iron（hydro） oxides［D］.Harbin：Harbin Institute of Technology，2015.
31	LIU Yanli， YANG Xiaoming， LIU Fengbiao，et al.Study on coagulation settlement test of mineral processing wastewater from a tungsten-molybdenum mine［J］.IOP Conference Series：Earth and Environmental Science，2019，384：012021.
32	ZHAO Yuhua， JIN Ziyang， YAN Xu，et al.Research on molybdenum removal from water polluted for drinking［J］.Applied Mechanics and Materials，2013，361-363：670-673.
33	XU Nan， CHRISTODOULATOS C， BRAIDA W.Adsorption of molybdate and tetrathiomolybdate onto pyrite and goethite：Effect of pH and competitive anions［J］.Chemosphere，2006，62（10）：1726-1735.
34	LI Jiafeng， CHEN Du， LIAO Xue，et al.Selective adsorption of molybdate from water by polystyrene anion exchanger-supporting nanocomposite of hydrous ferric oxides［J］.The Science of the Total Environment，2019，691：64-70.
35	DAS N K， NAVARATHNA C M， ALCHOURON J，et al.Efficient aqueous molybdenum removal using commercial Douglas fir biochar and its iron oxide hybrids［J］.Journal of Hazardous Materials，2023，443（Pt B）：130257.
36	ORREGO P， HERNÁNDEZ J， REYES A.Uranium and molybdenum recovery from copper leaching solutions using ion exchan-ge［J］.Hydrometallurgy，2019，184：116-122.
37	ALZAHRANI S， MOHAMMAD A W， HILAL N，et al.Comparative study of NF and RO membranes in the treatment of produced water：Part I：Assessing water quality［J］.Desalination，2013，315：18-26.
38	ARÉVALO J， RUIZ L M， PÉREZ J，et al.Removal performance of heavy metals in MBR systems and their influence in water reuse［J］.Water Science and Technology：A Journal of the International Association on Water Pollution Research，2013，67（4）：894-900.
39	BERTONI F A， MEDEOT A C， GONZÁLEZ J C，et al.Application of green seaweed biomass for Mo（Ⅵ） sorption from contaminated waters.Kinetic，thermodynamic and continuous sorption studies［J］.Journal of Colloid and Interface Science，2015，446：122-132.
40	李明明，尹禹琦，宛鹤.选钼废水回用处理浅析［J］.中国钼业，2020，44（3）：4-8.
	LI Mingming， YIN Yuqi， WAN He.Reuse and treatment of molybdenum benefication wastewater［J］.China Molybdenum Industry，2020，44（3）：4-8.
41	ZHANG Jiaxi， MA Xu， WANG Shaofeng，et al.The effects of pH，neutralizing reagent and co-ions on Mo（Ⅵ） removal and speciation in Fe（Ⅲ）-Mo（Ⅵ） coprecipitation process［J］.Applied Geochemistry，2021，134：105091.
42	WANG Chao， CUI Yong， ZHANG Jinghai，et al.Occurrence state of co-existing arsenate and nickel ions at the ferrihydrite-water interface：Mechanisms of surface complexation and surface precipitation via ATR-IR spectroscopy［J］.Chemosphere，2018，206：33-42.
43	KANG L S， CLEASBY J L.Temperature effects on flocculation kinetics using Fe（Ⅲ） coagulant［J］.Journal of Environmental Engineering，1995，121（12）：893-901.
44	XIAO Feng， HUANG J C H， ZHANG Baojie，et al.Effects of low temperature on coagulation kinetics and floc surface morphology using alum［J］.Desalination，2009，237（1/2/3）：201-213.
45	MORRIS J K， KNOCKE W R.Temperature effects on the use of metal-ion coagulants for water treatment［J］.Journal AWWA，1984，76（3）：74-79.
46	ZHANG Zhen， JING Ran， HE Shuran，et al.Coagulation of low temperature and low turbidity water：Adjusting basicity of polyaluminum chloride（PAC） and using chitosan as coagulant aid［J］.Separation and Purification Technology，2018，206：131-139.
47	FAN Yuping， MA Xiaomin， DONG Xianshu，et al.Characterisation of floc size，effective density and sedimentation under various flocculation mechanisms［J］.Water Science and Technology：A Journal of the International Association on Water Pollution Research，2020，82（7）：1261-1271.
48	MOHAMED NOOR M H， WONG S， NGADI N，et al.Assessing the effectiveness of magnetic nanoparticles coagulation/flocculation in water treatment：A systematic literature review［J］.International Journal of Environmental Science and Technology，2022，19（7）：6935-6956.

混凝剂	水/废水类型	pH	混凝剂投加量/（mg·L^-1）	助凝剂投加量/（mg·L^-1）	初始质量浓度/（mg·L^-1）	处理后质量浓度/（mg·L^-1）
Fe₂（SO₄）₃	模拟水样^［16］	5.0	10 ^a		0.70	0.04
FeCl₃	模拟水样^［16］	6.0	10 ^a		0.70	0.04
铁磁性团簇+FeCl₃	辽宁省某河流水库^［17］	5.5~8.0	25.2^a		0.49~0.55	<0.07
FeCl₃		7.93	25.2^a		0.14~0.16
AlCl₃			12.2^a		0.34~0.39
TiCl₄			21.6^a		0.45~0.51
FeCl₃	钼污染地下水^［18］	4.0	10^a	0.3	33.4	4.0
FeCl₃	模拟水样^［19］	6.0	10^a		0.70	0.035
FeCl₃	模拟水样^［20］	5.0	2.6^a		10	0.59
FeCl₃	模拟水样^［21］	4.0	>233^a		100	<1.0
FeCl₃ Al₂（SO₄）₃	模拟水样^［22］	<6.0 6.5~8.0	5^b 5^b		0.35 0.35	<0.07 0.35
PFS PAC	模拟采矿废水^［23］	4.5	100~400^b 100~400^b		20.0 20.0	<1.5 18.0
PFS	模拟采矿废水^［24］	5.0	90^b		18.0	1.48
PFC	模拟水样^［25］	5.0	15^a		0.70	0.028
		7.0	25^a		0.70	<0.07
PFS	赤土店北沟河流域^［27］	5.8~6.0	600^b		0.53~1.85	<0.07
PAM+PFS	依吉密河、呼兰河^［28］	7.6~8.2	300^b	10	0.50~1.97	<0.07
FeCl₃	钼污染地下水^［29］	6.56	16.8^a		0.112	0.002 6
FeCl₃						<0.06
AlCl₃	模拟水样^［30］	7.0	40 ^a		0.70	>0.56
MnCl₂+NaClO₂	模拟水样^［30］	7.0	40 ^a		0.70	0.70

[1]	史王芳, 张永胜. 混凝土基非金属硼掺杂富氮氮化碳降解NO _x 性能研究[J]. 无机盐工业, 2025, 57(3): 116-123.
[2]	毛诗泽. 微波焙烧活化煤矸石改善混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的研究[J]. 无机盐工业, 2025, 57(3): 86-93.
[3]	黄天寅, 孙凌, 赵勤政, 陈新, 宋孝杰, 吴兵党. 钛盐混凝剂深度去除乳化油的性能及机理研究[J]. 无机盐工业, 2025, 57(2): 68-75.
[4]	吴玮, 徐翠萍, 赵勤政, 杨晶晶, 许晓毅, 黄天寅, 吴兵党. 铝盐混凝剂对地表水的混凝性能及残留铝形态研究[J]. 无机盐工业, 2025, 57(1): 42-50.
[5]	刘光明. C₃N₅/NH₂-MIL-125（Ti）改性混凝土砂浆光催化和力学性能研究[J]. 无机盐工业, 2025, 57(1): 120-128.
[6]	刘慈军, 吴子杨, 程书凯, 陈旭勇. 再生细骨料对超高性能混凝土的力学与自收缩性能影响[J]. 无机盐工业, 2024, 56(9): 75-81.
[7]	张瑞君, 陈国良, 宋春草, 朱亚飞. 氧化石墨烯对再生砂超高性能混凝土力学及抗氯离子渗透性能的影响[J]. 无机盐工业, 2024, 56(8): 54-59.
[8]	叶芬, 成昊, 向媛, 刘松, 石维. 利用电解锰渣制备陶瓷骨料及在混凝土中的应用[J]. 无机盐工业, 2024, 56(6): 127-132.
[9]	朱祚峤, 施梦圆, 毛瑞, 郭海宁, 苏宇傲. 混凝沉淀法处理冶金含氟废水工艺研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(4): 118-124.
[10]	杨宾, 李银月, 董明坤, 韩希萌, 桂新, 张发文. 不同絮凝剂对钻井泥浆的处理效果及絮凝机理[J]. 无机盐工业, 2024, 56(4): 34-41.
[11]	黄涛, 黄自力, 肖硕, 郑洁淼, 刘晓峰, 吴纪龙. 铁尾矿酸浸液制备聚氯化铁的试验研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(2): 121-126.
[12]	吴兵党, 潘莹露, 赵勤政, 吴玮, 许晓毅, 黄天寅. 新型聚镧混凝剂的制备及其在低温低浊水中的深度除磷性能[J]. 无机盐工业, 2024, 56(2): 127-135.
[13]	毕超, 张笑康, 王修贵. 垃圾焚烧渣机械活化改性高强度混凝土的水化特性及耐久性研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(12): 142-149.
[14]	马以宏, 陈兴涛, 汤雷. 化学混凝-TiO₂/g-C₃N₅光催化降解处理印刷废水[J]. 无机盐工业, 2024, 56(10): 151-158.
[15]	姜立龙, 李剑秋, 杨林, 张庆刚. 高镁磷尾矿作为矿物掺合料应用于混凝土性能研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(1): 90-95.

首页

全国无机盐信息中心

中国化工学会

无机酸碱盐专业委员会

水处理混凝除钼研究进展与展望

A comprehensive review of molybdenum removal by coagulation in water treatment

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 8

参考文献 48

相关文章 15

Metrics

本文评价

推荐阅读 0

首 页

水处理混凝除钼研究进展与展望

A comprehensive review of molybdenum removal by coagulation in water treatment

RichHTML

PDF (PC)

可视化

引用本文

使用本文

首页