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海绵铁吸附和去除铬的机理
作者: 发布日期:2018-10-18
摘要:针对Cr(VI)在海绵铁滤料处理水中的应用,研究了海绵铁用量,反应时间,搅拌速率和Cr(VI)初始浓度对吸附处理的影响。通过扫描电子显微镜分析吸附机理。 。结果表明,当用量为30g / L时,搅拌速度为50r / min,反应时间为340min,海绵铁对Cr(VI)的吸附符合Langmuir吸附等温线。结果表明,海绵铁对Cr(VI)的去除机理是还原,螯合沉淀和吸附联合作用的结果。研究结果可为Cr(VI)污染治理提供新思路。
近年来,重金属污染迅速升级为严重的环境问题,受到了广大公众越来越多的关注[1]。随着现代工业的发展,许多重金属直接排放到环境中,其毒性已成为人们关注的焦点。天然水和工业废水中的铬污染已成为对环境的主要危害[2,3]。
铬在自然界广泛存在,其天然来源主要是岩石风化[4]。铬是人体必需的微量元素。它与脂质代谢密切相关,可以辅助胰岛素。使用葡萄糖[5]。铬主要存在于水中的自由和复杂状态。常见的价态是三价和六价,六价铬比三价铬毒性大得多。该研究发现,六价铬是一种强诱变物质,可诱发肺癌和鼻咽癌,对细胞,动物,植物和人体有毒[6]。六价铬通过空气,食物和水进入人体,主要积聚在肝脏,肾脏,内分泌系统和肺部。短期接触可引起过敏。长期接触也可引起全身中毒[7]。
由于在20世纪80年代后期发现零价铁能够从水溶液中还原和去除氯化有机物,因此使用零价铁处理污水已成为一个热门领域[8,9]。国内外许多学者对零价铁还原重金属污染物进行了大量研究。结果表明,零价铁还原重金属污染物不仅去除效率高,而且工艺简单,实用性强,运行成本低。零价铁是一种活性金属,可与重金属发生氧化还原反应,改变重金属的溶解度和毒性。零价铁产生的二价和三价铁离子具有良好的絮凝性能,可以很好地固定重金属[10]。此外,铁离子对环境的有害影响非常低。环境问题的可能性极低。海绵铁是一种多孔物质,具有与铁屑相似的成分和高零价铁含量。它具有比表面积大,比表面能高,铁溶解快,电化学富集,氧化还原,物理吸附性能强等特点[11],易加工成型。海绵铁作为一种新型水处理材料,已成功应用于锅炉给水的脱水处理和富营养化水体中​​磷的吸附[12],但对重金属离子的处理却鲜有报道。本研究研究了海绵铁对模拟含铬废水处理的影响。研究了Cr(VI)初始浓度,海绵铁用量,反应时间和搅拌速率对吸附的影响。
2实验部分
2.1主要材料
海绵铁,粒径为3至5毫米;重铬酸钾(K2Cr2O7)1 7100℃保持2小时,置于干燥器中,冷却,称重并配置成Cr6 +溶液;氯化铬(CrCl3 9 96H2O)溶液。
2.2试验方法
在对400mL模拟的含铬废水进行编号后,加入一定量的粒状海绵铁并在六混合器下搅拌。调整不同的速度使水样与海绵铁充分接触并在不同时间进行采样和分析。研究了海绵铁用量,反应时间,搅拌速率和Cr(VI)初始浓度对去除率的影响。绘制吸附等温线,分析海绵铁的机理。
2.3仪器和分析方法
主要仪器有:721N可见光分光光度计(上海精密科学仪器厂); pHs-3C pH / ORP测量仪(上海雷磁仪器厂)。
通过二苯卡巴肼分光光度法测量Cr(VI),并通过高锰酸钾氧化 - 二苯卡巴肼分光光度法测定总Cr。所有分析方法和标准试剂制剂均来自水和废水质量分析方法(第四版)。
3。结果与讨论
3.1海绵铁量的影响
准备20 mg / L Cr6 +溶液作为模拟废水。反应器数量从1#到6#。海绵铁的量分别为0.4g,0.8g,1.6g,4g,8g和12g。控制在6.5,速度为150 r / min,实验温度为常温,每20℃Min取样并确定水中残留的Cr(VI)浓度。测试结果如图1和图2所示。
从图1和图2可以看出,随着反应时间的推移,不同海绵铁剂量下Cr(VI)残留浓度的变化率不同。剂量越大,效果越显着,去除率越高。最重要的剂量是8克和12克; 1#和2#在80 min达到平衡,出水Cr6 +浓度分别为16 mg / L和15.5 mg / L; 100分钟时3#和4#。同时,出水Cr(VI)分别为12.5 mg / L和10 mg / L,相应的去除率分别为26%和41%; 5#和6#在100-120 min缓慢下降,接近平衡时,Cr6 +浓度平均为6.2 mg / L和1.4 mg / L,相应的去除率分别高达63%和91%。
3.2反应时间的影响
为了除去效果,除去0.4g和0.8g加成试验组,在pH6.5和搅拌速度50r / min的3#,4#,5#,6#中重复2.1试验。 。同时,将反应时间延长至340分钟,并在最初的240分钟内每20分钟取样,然后取样并在40分钟和60分钟进行分析。

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