鐵屑能凈化工業(yè)廢水？這個(gè)異想天開的想法，讓同濟(jì)大學(xué)馬魯銘教授和他的團(tuán)隊(duì)孜孜不倦為之奮斗了8年，終于在2008年結(jié)出碩果——他的“綠色鐵”論文發(fā)表于國際環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域最具影響力的期刊《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》上。
　　還原可降低生物毒性
　　說稀奇，一點(diǎn)都不稀奇，化學(xué)家們有一種能力，各種物質(zhì)到他們手上，經(jīng)過排列重組再結(jié)合，就能變魔術(shù)般變成其他物質(zhì)。
　　人們?cè)缇桶l(fā)現(xiàn)，水有自我凈化的能力，這依賴于水中的微生物。隨著工業(yè)發(fā)展，排入水體的有機(jī)物速度大大超過了微生物分解速度，造成水體含氧量急劇下降，當(dāng)水體含氧量降為零，水就成了“死水”。
　　發(fā)明于十九世紀(jì)初的污水生物處理法，迄今仍是城市污水處理廠的主導(dǎo)方法，其原理就是人為導(dǎo)入微生物，強(qiáng)化水體自凈功能。盡管微生物處理起有機(jī)物來很“賣力”，可一旦遇上有毒有害物質(zhì)，它們也會(huì)“偃旗息鼓”。環(huán)境工程師用盡了各種手段，都難于調(diào)動(dòng)微生物對(duì)抗“毒害”有機(jī)物的積極性，不僅如此，這些有機(jī)物還很“頑固”，難以被氧化，這真讓人大傷腦筋。
　　一條路走不通，何不試試另一條路？馬魯銘發(fā)現(xiàn)，將毒害有機(jī)物還原后，其生物毒性可大大降低，把它們變“老實(shí)”后再交給微生物處理，不就容易得多？一個(gè)嶄新的想法在馬魯銘新心中成形了。
　　鐵刨花解毒又脫磷
　　接下來的任務(wù)，就是要選擇優(yōu)秀的還原劑。金屬加工過程中的鐵屑(鐵創(chuàng)花)進(jìn)入了馬魯銘的視線，“鐵屑來源廣泛，價(jià)格低廉，又是工業(yè)廢料，正好來個(gè)‘以廢治廢’。”
　　馬魯銘課題組將鐵屑與另一種電極電位高的金屬（如銅）組配，構(gòu)成所謂的內(nèi)電解體系，提高鐵屑的還原能力。在“鐵銅聯(lián)合軍”中，鐵屑參與轉(zhuǎn)化毒害有機(jī)物的反應(yīng)，銅起催化作用。當(dāng)毒害有機(jī)物被還原后，就交給微生物按照傳統(tǒng)思路處理污水。馬魯銘發(fā)現(xiàn)，這時(shí)候內(nèi)電解產(chǎn)生的鐵離子在水中，還能大大提高了微生物的“工作積極性”，讓水體看起來更澄清。
　　成功“馴服”毒害有機(jī)物后，馬魯銘課題組仍不滿足，他們將觸角伸向污水處理的另一個(gè)難點(diǎn)——富營(yíng)養(yǎng)化上。富營(yíng)養(yǎng)化主要是由于水體中氮、磷的富集，造成水中植物、特別是藻類瘋長(zhǎng)，同樣會(huì)導(dǎo)致水體“死亡”。由于不同的微生物存活時(shí)間不同，脫氮和除磷一直是一件魚與熊掌不可兼得的事。要脫氮，就得選“長(zhǎng)壽”的微生物，要除磷，就要選“短命”的微生物。
　　有鐵離子的加入，一切就會(huì)不同。馬魯銘介紹說，當(dāng)鐵離子與磷結(jié)合形成含磷化合物，即可通過沉淀去除，而微生物只需“專心”做脫氮一件事。這樣一來，僅需一次處理，就能既吃了魚，又得了熊掌。
　　該技術(shù)在上海某工業(yè)園區(qū)應(yīng)用后，化工廢水COD(化學(xué)耗氧量)減排約一半、毒害有機(jī)物減排約70%，3年為該企業(yè)節(jié)約796萬元。