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沸石處理電鍍含鉻廢水的研究
張英1，黎曉1，竺云波2
(1．浙江省湖州市環(huán)境保護監(jiān)測中心站，浙江湖州313000;2．浙江工商大學環(huán)保設計研究院，浙江杭州310005)
摘要:沸石是一種天然礦物，價格低廉，在中國礦產(chǎn)豐富，又有一定的去除陽離子的能力。以臨安美都電鍍廠為實例，選用沸石為材料，設計了沸石對含鉻廢水的吸附實驗，研究了pH、沸石用量、溫度、接觸時間四個因素對沸石吸附效果的影響，分析比較后得出最佳條件:在濃度為42.0mg/L時，廢水量與沸石的比例為30∶1;合理的處理時間為10分鐘以上;合理的pH值環(huán)境為酸性環(huán)境;溫度對處理的效率影響不明顯。
關鍵詞:沸石;電鍍含鉻廢水處理;最佳條件
中圖分類號:X703．1文獻標識碼:A
文章編號:1674－6139(2012)08－0099－03
1·概述
中國電鍍工業(yè)中廢水處理多數(shù)采用化學處理方法，普遍存在著成本高、易造成二次污染等問題［1］。天然沸石作為一種新興材料，常作為離子交換劑、吸附分離劑、干燥劑、催化劑、水泥混合材料廣泛應用于石油、化學工業(yè)、輕工行業(yè)、建材工業(yè)、農(nóng)業(yè)甚至國防，其中，沸石在環(huán)境保護方面應用也越來越多，常用來處理廢氣、廢水，從廢水廢液中脫除或回收金屬離子，脫除廢水中放射性污染物以及工業(yè)廢氣中吸附一氧化碳和氨等［2］。沸石儲量大、價格低廉，是重要的非金屬礦產(chǎn)資源，有規(guī)則的孔道結構和高比表面積，具有良好的吸附性能和離子交換性能，在水處理方面有較好的應用前景，因此受到廣泛的關注。
2·材料與方法
2．1儀器與試劑
主要儀器:pH計，分光光度計，恒溫磁力攪拌器電鍍廢水:直接取自臨安美都電鍍廠，未經(jīng)處理，有點渾濁，略帶淺黃色，放置后有沉淀，上層溶液變無色。測定，六價鉻濃度為105.0mg/L。用時取40.0ml移于100ml容量瓶中，用水定容，搖勻。此水含鉻濃度為六價鉻42.0mg/L。
沸石:粒度為20～40目，主要成分為SiO2、Al2O3、CaO、K2O等，可用濃鹽水逆流再生后重復使用。
2．2實驗方法
移取六價鉻濃度為42.0mg/L的電鍍廢水100.0ml置于400ml燒杯中，加入3.0g沸石，在磁力攪拌器上攪拌30mins，稍放置，過濾，取適當濾液測定pH值和殘余鉻含量，按下式計算鉻去除率:
去除率(%)=［C0－C］÷C0×100
式中:C0—電鍍廢水中鉻的濃度，mg/L;
C—處理后出水鉻的濃度，mg/L。
3·實驗結果
3．1沸石投加量的影響
分別投加1g，2g，2．5g，3g，4g，7g，10g沸石處理濃度為42.0mg/L的電鍍廢水100ml，測得原水pH值為4.5，處理結果見表1及圖1。
由圖1可知，隨著沸石用量增加，六價鉻的去除率升高，當沸石用量超過2g后，去除率變化不大，基本保持在99%，出水六價鉻濃度能夠達標排放。為保證有較好的處理效果，下面的實驗選擇沸石用量為3.0g。
3．2接觸時間的影響
控制沸石用量為3g，經(jīng)過不同時間接觸，測出不同時間的去除率，實驗結果見表2及圖2。
由圖2可知，沸石對六價鉻的吸附都較為迅速，接觸時間大于10mins時六價鉻的去除率均達99%以上，處理后的廢水六價鉻濃度均達國家污水排放標準，為保證有較好的去除效果，下面的實驗選擇接觸時間為30mins。
3．3溫度的影響
控制沸石用量，原水pH等條件，以溫度為變量，分別測定20℃、24℃、28℃、32℃、36℃條件下沸石對鉻的去除效果影響，實驗結果見表3和圖3。
由圖3可知，溫度從20℃變到36℃，廢水對鉻的去除率逐漸增加，但總體變化值較小。在20℃、沸石用量為3.0g、pH值為4.5、接觸時間為30mins的條件下，去除率已達到99%以上，因此實驗在室溫下進行處理便可達到很好的效果。
3．4酸度的影響
調(diào)節(jié)原水pH，以原水pH條件為變量，其它條件如上:控制沸石投加量為3g，吸附時間為30mins、溫度為室溫。實驗結果見表4和圖4。
由圖4可知，隨著pH值的升高，鉻的去除效率逐漸下降，當pH大于9后，去除率明顯下降。在綜合考慮原水pH以及實際去除效果后，選擇pH值在4和4．5之間，操作性和去除效果都比較理想。
4·結論
通過沸石處理含鉻廢水的實驗可以得出以下結論:利用沸石吸附含鉻廢水的最好條件是在濃度為42.0mg/L時，廢水量與沸石的比例為30∶1;合理的處理時間為10分鐘以上;合理的pH值環(huán)境為酸性環(huán)境;溫度對處理的效率影響不明顯。
參考文獻:
［1］馬曉龍，劉曉東，周廣柱．電鍍廢水處理存在的問題及解決方案［J］．山東科技大學學報，2005，24(1):107－111．
［2］榮駿．工業(yè)廢水的治理［M］．長沙:中南工業(yè)大學出版社，1991．
張英1，黎曉1，竺云波2
(1．浙江省湖州市環(huán)境保護監(jiān)測中心站，浙江湖州313000;2．浙江工商大學環(huán)保設計研究院，浙江杭州310005)
摘要:沸石是一種天然礦物，價格低廉，在中國礦產(chǎn)豐富，又有一定的去除陽離子的能力。以臨安美都電鍍廠為實例，選用沸石為材料，設計了沸石對含鉻廢水的吸附實驗，研究了pH、沸石用量、溫度、接觸時間四個因素對沸石吸附效果的影響，分析比較后得出最佳條件:在濃度為42.0mg/L時，廢水量與沸石的比例為30∶1;合理的處理時間為10分鐘以上;合理的pH值環(huán)境為酸性環(huán)境;溫度對處理的效率影響不明顯。
關鍵詞:沸石;電鍍含鉻廢水處理;最佳條件
中圖分類號:X703．1文獻標識碼:A
文章編號:1674－6139(2012)08－0099－03
1·概述
中國電鍍工業(yè)中廢水處理多數(shù)采用化學處理方法，普遍存在著成本高、易造成二次污染等問題［1］。天然沸石作為一種新興材料，常作為離子交換劑、吸附分離劑、干燥劑、催化劑、水泥混合材料廣泛應用于石油、化學工業(yè)、輕工行業(yè)、建材工業(yè)、農(nóng)業(yè)甚至國防，其中，沸石在環(huán)境保護方面應用也越來越多，常用來處理廢氣、廢水，從廢水廢液中脫除或回收金屬離子，脫除廢水中放射性污染物以及工業(yè)廢氣中吸附一氧化碳和氨等［2］。沸石儲量大、價格低廉，是重要的非金屬礦產(chǎn)資源，有規(guī)則的孔道結構和高比表面積，具有良好的吸附性能和離子交換性能，在水處理方面有較好的應用前景，因此受到廣泛的關注。
2·材料與方法
2．1儀器與試劑
主要儀器:pH計，分光光度計，恒溫磁力攪拌器電鍍廢水:直接取自臨安美都電鍍廠，未經(jīng)處理，有點渾濁，略帶淺黃色，放置后有沉淀，上層溶液變無色。測定，六價鉻濃度為105.0mg/L。用時取40.0ml移于100ml容量瓶中，用水定容，搖勻。此水含鉻濃度為六價鉻42.0mg/L。
沸石:粒度為20～40目，主要成分為SiO2、Al2O3、CaO、K2O等，可用濃鹽水逆流再生后重復使用。
2．2實驗方法
移取六價鉻濃度為42.0mg/L的電鍍廢水100.0ml置于400ml燒杯中，加入3.0g沸石，在磁力攪拌器上攪拌30mins，稍放置，過濾，取適當濾液測定pH值和殘余鉻含量，按下式計算鉻去除率:
去除率(%)=［C0－C］÷C0×100
式中:C0—電鍍廢水中鉻的濃度，mg/L;
C—處理后出水鉻的濃度，mg/L。
3·實驗結果
3．1沸石投加量的影響
分別投加1g，2g，2．5g，3g，4g，7g，10g沸石處理濃度為42.0mg/L的電鍍廢水100ml，測得原水pH值為4.5，處理結果見表1及圖1。
由圖1可知，隨著沸石用量增加，六價鉻的去除率升高，當沸石用量超過2g后，去除率變化不大，基本保持在99%，出水六價鉻濃度能夠達標排放。為保證有較好的處理效果，下面的實驗選擇沸石用量為3.0g。
3．2接觸時間的影響
控制沸石用量為3g，經(jīng)過不同時間接觸，測出不同時間的去除率，實驗結果見表2及圖2。
由圖2可知，沸石對六價鉻的吸附都較為迅速，接觸時間大于10mins時六價鉻的去除率均達99%以上，處理后的廢水六價鉻濃度均達國家污水排放標準，為保證有較好的去除效果，下面的實驗選擇接觸時間為30mins。
3．3溫度的影響
控制沸石用量，原水pH等條件，以溫度為變量，分別測定20℃、24℃、28℃、32℃、36℃條件下沸石對鉻的去除效果影響，實驗結果見表3和圖3。
由圖3可知，溫度從20℃變到36℃，廢水對鉻的去除率逐漸增加，但總體變化值較小。在20℃、沸石用量為3.0g、pH值為4.5、接觸時間為30mins的條件下，去除率已達到99%以上，因此實驗在室溫下進行處理便可達到很好的效果。
3．4酸度的影響
調(diào)節(jié)原水pH，以原水pH條件為變量，其它條件如上:控制沸石投加量為3g，吸附時間為30mins、溫度為室溫。實驗結果見表4和圖4。
由圖4可知，隨著pH值的升高，鉻的去除效率逐漸下降，當pH大于9后，去除率明顯下降。在綜合考慮原水pH以及實際去除效果后，選擇pH值在4和4．5之間，操作性和去除效果都比較理想。
4·結論
通過沸石處理含鉻廢水的實驗可以得出以下結論:利用沸石吸附含鉻廢水的最好條件是在濃度為42.0mg/L時，廢水量與沸石的比例為30∶1;合理的處理時間為10分鐘以上;合理的pH值環(huán)境為酸性環(huán)境;溫度對處理的效率影響不明顯。
參考文獻:
［1］馬曉龍，劉曉東，周廣柱．電鍍廢水處理存在的問題及解決方案［J］．山東科技大學學報，2005，24(1):107－111．
［2］榮駿．工業(yè)廢水的治理［M］．長沙:中南工業(yè)大學出版社，1991．
