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        铬靶在(zai)废水(shui)中(zhong)处(chu)理(li)及(ji)吸(xi)附(fu)热(re)力(li)学(xue)研究(jiu)现状(zhuang)

        发布时(shi)间(jian):2021-01-19 11:47:55 浏览次数(shu) :

        铬及其(qi)化(hua)合物广泛应用于(yu)染料、颜(yan)料、皮革(ge)、电镀(du)、冶(ye)金等行业(ye),含铬废水如处(chu)理(li)不(bu)当(dang)或未有(you)效(xiao)控(kong)制会引起(qi)水与土(tu)壤污(wu)染。含(han)铭(ming)废水污(wu)染物(wu)毒(du)性大(da),通(tong)过食物(wu)链(lian)危(wei)害人(ren)们的健康,其(qi)在(zai)土(tu)壤中残留(liu)时间(jian)长(zhang)、隐蔽性强,因此(ci),含(han)铬废(fei)水(shui)无(wu)害(hai)化处理及(ji)污染(ran)控(kong)制至关重(zhong)要(yao)。铬(ge)在(zai)废水(shui)中(zhong)以Cr(m)和Cr(vi)形(xing)态存在(zai),其中Cr(VI)对(dui)人(ren)体皮肤和黏膜(mo)有(you)刺(ci)激性和(he)腐(fu)蚀作(zuo)用(yong),并(bing)致癌、诱(you)发(fa)基因突变(bian),是被环(huan)保部(bu)门列为重点控制(zhi)的污染物。

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        适量Cr(Ⅵ)对(dui)维(wei)持(chi)人体(ti)正(zheng)常糖代(dai)谢有益(yi)。由于(yu)Cr(Ⅲ)在碱性(xing)条件下(xia)可被(bei)氧化成(cheng)Cr(VI),废(fei)水Cr(Ⅲ)含(han)量也有(you)限(xian)制,其(qi)浓度被(bei)降(jiang)到规(gui)定(ding)标准方可排(pai)放。

        1、铬(ge)的分离与回(hui)收

        目(mu)前,含(han)铬废(fei)水(shui)处理(li)有(you)多种方(fang)法(fa);各方(fang)法(fa)都(dou)有长(zhang)短处(chu),实际操作中,根据(ju)已具(ju)备的条(tiao)件(jian)和(he)仪器(qi)设备(bei)选用合(he)理的(de)方法。

        萃(cui)取(qu)法:陈(chen)景文(wen)等(deng)⑷用磷酸(suan)三丁酯-煤油溶液为萃(cui)取剂(ji),采(cai)用溶剂(ji)萃(cui)取法处理含(han)铬(ge)电镀(du)废水,Cr的(de)萃取(qu)率可(ke)达(da)到(dao)99%以上(shang),萃(cui)余(yu)液(ye)中Cr残余(yu)质量(liang)浓度达(da)到(dao)国(guo)家(jia)排放标准,对负载(zai)有机相再生循环使(shi)用。隋智慧(hui)等⑸研究用(yong)醋酸(suan)戊酯萃取(qu)二(er)甲基(ji)眄I喙(hui)二(er)規(gui)花青(qing)染料与Cr(VI)配合物(wu),基(ji)于此,建立了(le)测定(ding)Cr(VI)的新(xin)的(de)光度法,结(jie)果(guo)符(fu)合(he)比尔(er)定(ding)律。杜蛟(jiao)回将(jiang)磁分(fen)离技术(shu)和(he)化学絮(xu)凝法(fa)、溶(rong)剂萃(cui)取(qu)法(fa)相(xiang)结(jie)合,提(ti)出(chu)磁絮(xu)凝(ning)法和高梯(ti)度(du)磁(ci)流体萃(cui)取(qu)法集成处(chu)理高(gao)浓(nong)度含(han)Cr电镀废(fei)水(shui)的(de)新(xin)工艺,总萃(cui)余液(ye)Cr浓度(du)低(di)于(yu)排(pai)放标准(zhun)。朱利(li)等⑺用萃取(qu)反应pH条件(jian)、萃(cui)取(qu)剂(ji)含(han)量(liang)、有机相(xiang)配比(bi),研究(jiu)反(fan)萃(cui)过程,结(jie)果最(zui)高萃取率99.9%,反(fan)萃过程最(zui)高反萃(cui)率(lv)94.6%萃取法处理(li)的Cr(VI)富(fu)集(ji)溶剂一(yi)般仍(reng)需要(yao)处理。

        生(sheng)物(wu)还原(yuan)法:生物(wu)还(hai)原(yuan)法(fa)无(wu)二(er)次污染(ran),适(shi)应性较(jiao)强(qiang)。丁绍兰(lan)等(deng)对(dui)使(shi)用(yong)硫(liu)杆菌(jun)生(sheng)物沥(li)滤(lv)法分离回收制(zhi)革(ge)污泥(ni)中的铬,以正交试(shi)验确(que)定使硫杆菌最大增(zeng)殖的(de)最佳(jia)条件(jian)及(ji)影(ying)响因(yin)素(su)⑷。丁绍兰等(deng)切(qie)研(yan)究(jiu)嗜酸(suan)性硫杆(gan)菌生(sheng)物(wu)沥(li)滤(lv)法和硫酸(suan)化(hua)学(xue)沥滤法分离回(hui)收铬(ge),结(jie)果(guo)表(biao)明,pH是影(ying)响沥(li)滤(lv)率的关键(jian)因素(su),生(sheng)物沥(li)滤(lv)法的(de)沥(li)滤(lv)效果(guo)好(hao)于化(hua)学沥滤(lv)法(fa)。生(sheng)物(wu)法还原(yuan)效(xiao)率(lv)较低(di),修(xiu)复工期(qi)较长(zhang),受(shou)生(sheng)物(wu)对(dui)铬(ge)浓度(du)耐受能(neng)力的限制。

        离(li)子(zi)交换(huan)法:离(li)子(zi)交换处(chu)理(li)铬(ge)选(xuan)择性高(gao),吸(xi)附(fu)量大(da)。曾(ceng)嬪(pin)采(cai)用离子交换(huan)法(fa)处理含(han)辂(VI)废(fei)水(shui),实验(yan)结果(guo)达(da)到(dao)了(le)污水综(zong)合(he)排放(fang)标准。朱(zhu)冰(bing)韧等(deng)研究(jiu)了大容(rong)量阴离(li)子交换树脂在(zai)醋酸-醋(cu)酸钠缓(huan)冲液体系中(zhong)对(dui)餡(VI)的(de)吸附(fu)行(xing)为(wei),吸(xi)附(fu)后(hou)树脂(zhi)解吸(xi)率94.7% 离子交换法(fa)投入较大(da)、树脂(zhi)易(yi)受(shou)污染或(huo)氧(yang)化失效。

        化(hua)学(xue)还原(yuan)法(fa):化(hua)学(xue)还原(yuan)法(fa)除去废(fei)水含(han)铬比较彻底,设(she)备简单。杨欢I"〕用(yong)化学还(hai)原法处理含铬(ge)废(fei)水(shui),研究以(yi)硫酸(suan)亚铁(tie)为(wei)还(hai)原(yuan)剂(ji),研(yan)究(jiu)pH、还原(yuan)剂(ji)投(tou)料量(liang)对废(fei)水中六价箔去(qu)除(chu)率的(de)影响(xiang),对(dui)比(bi)实验(yan)数据(ju)发现pH值为(wei)中(zhong)性(xing),硫(liu)酸亚铁(tie)投料(liao)量为(wei)理论投(tou)料(liao)量(liang)的(de)1.12倍时(shi),六(liu)价(jia)铬去(qu)除(chu)率最(zui)高。张峰等⑴]综(zong)述Cr的化(hua)学(xue)还(hai)原反(fan)应(ying)机(ji)理和原位和(he)异位(wei)化学(xue)还原(yuan)法应(ying)用,并(bing)对技术(shu)实(shi)践(jian)提出(chu)建议(yi)。化学还原(yuan)法(fa)中的大量(liang)还(hai)原(yuan)试剂(ji)或(huo)沉(chen)淀废(fei)渣(zha)不(bu)可避(bi)免对环(huan)境(jing)造成(cheng)负面作用。

        光催(cui)化法:常见的光(guang)催(cui)化剂有(you)α-Fe2O3,TiO2,ZnO等(deng)。

        李(li)伟用溶(rong)剂热(re)法Fe(II)掺杂(za)Tit)光(guang)催化(hua)剂考(kao)察(cha)光(guang)照时间、FeSO4.7H2()加(jia)入量、pH和(he)Cr(VI)初始质量浓度(du)对(dui)该(gai)催化(hua)剂处理(li)含Cr(VI)电镀废水(shui)效(xiao)果(guo),并(bing)得到(dao)优(you)化工艺(yi)条(tiao)件(jian),该(gai)条(tiao)件下(xia)Cr(VI)的去(qu)除(chu)率(lv)达(da)81.4%o光催(cui)化(hua)法还处(chu)于实(shi)验阶段。

        吸附法:作为(wei)一种(zhong)近(jin)年(nian)发展较(jiao)快的(de)处理(li)含铬废(fei)水(shui)的(de)新方(fang)法(fa),由于(yu)占地(di)面积小(xiao),设备简单,适应性(xing)强(qiang),处理率(lv)高等(deng)优(you)点(dian)受(shou)到研(yan)究人员(yuan)关注(zhu)。

        2、铬吸附量测(ce)定(ding)

        分别(bie)吸附模(mo)拟废水中Cr(HI)、Cr(VI)采取二(er)苯(ben)碳酰(xian)二耕(geng)比色(se)法,用紫(zi)外(wai)-可(ke)见(jian)光分(fen)光(guang)光度计(ji)测(ce)定Cr(VI)吸附(fu)量;采用(NH4)2S2Os氧化法(fa)间(jian)接测定(ding)Cr(m)吸附量。余(yu)陆沐等(deng)购(gou)分(fen)析近年来(lai)以(yi)二苯(ben)碳(tan)酰二腓为(wei)显色剂(ji)的(de)分(fen)光光(guang)度(du)法,改(gai)进双(shuang)波长(zhang)法、双空白(bai)法、吸附法和固相萃取(qu)法(fa),使(shi)之能(neng)够对有色待(dai)测(ce)液(ye)中的(de)Cr(VI)含(han)量(liang)进行(xing)准(zhun)确(que)测定。原(yuan)子吸(xi)收(shou)光(guang)谱法(fa)和(he)离子(zi)体发(fa)射光(guang)谱法(fa)也(ye)可检测(ce)出(chu)废水(shui)中的铬含(han)量(liang)。周(zhou)利(li)英(ying)等(deng)总结和(he)比较溶液(ye)中(zhong)六(liu)价銘(ming)和(he)三(san)价(jia)钻(zuan)的(de)分离和检测方法。传统的(de)分光(guang)光(guang)度(du)法设备(bei)简(jian)单(dan),但选(xuan)择(ze)性(xing)不高,原子(zi)吸收(shou)光谱法(fa)选择(ze)性(xing)较高(gao),离子体发(fa)射(she)光谱(pu)法准(zhun)确(que)度高(gao),但光(guang)谱和背(bei)景干(gan)扰比较严重。

        3、铬吸(xi)附热(re)力(li)学研(yan)究(jiu)进(jin)展(zhan)

        农业废弃(qi)物(wu)作为(wei)吸附材料处(chu)理含(han)箔废水(shui)最(zui)近(jin)引(yin)起(qi)广(guang)泛(fan)关注,将(jiang)大量植物废(fei)弃物有(you)效资源化利用(yong)的一(yi)种(zhong)途径是制备(bei)环境(jing)友好(hao)型(xing)吸附(fu)材料。鲁秀国(guo)等(deng)〔切(qie)采用(yong)甲(jia)醛(quan)-硫酸改性法制备(bei)改性核桃(tao)壳,其对Cr(VI)吸(xi)附去(qu)除率(lv)达(da)98.4%,高于未改性(xing)核(he)桃(tao)壳,吸(xi)附等温(wen)线符合Freundlich方程。钟璐等(deng)「如用核(he)桃废(fei)壳静态吸附(fu)水样(yang)中Cr(VI),其去(qu)除(chu)率达(da)99.3%,并优化(hua)活性(xing)炭孔径和吸附(fu)条(tiao)件。丁(ding)绍兰(lan)等〔"I用(yong)柠檬酸(suan)热(re)化学(xue)法制备(bei)改性(xing)核桃壳(ke),找(zhao)出(chu)有利(li)于(yu)Cr(HI)吸(xi)附(fu)最佳改性(xing)条(tiao)件。热力(li)学函数(shu)量变(bian)和溶(rong)液pH影响活性炭(tan)吸附过程自发(fa)程(cheng)度。用(yong)植(zhi)物(wu)废(fei)弃(qi)物(wu)制(zhi)备活(huo)性(xing)炭(tan)吸附废(fei)水(shui)中Cr(HI)、Cr(VI)及(ji)其(qi)吸附(fu)熔变、熵变(bian)、吉布(bu)斯自(zi)由(you)能(neng)变等(deng)热力学(xue)函数(shu)量(liang)变分(fen)析(xi)方(fang)面(mian)已(yi)有相(xiang)关报道(dao)。

        单鑫以四种(zhong)炭基材(cai)料(liao)作(zuo)为吸附(fu)剂,研究(jiu)对(dui)Cr(VI)的去(qu)除效果,开(kai)展吸附(fu)热力(li)学(xue)研究(jiu),结(jie)果表明(ming),木(mu)质(zhi)活(huo)性(xing)炭和煤质(zhi)活(huo)性炭(tan)对(dui)Cr(VI)的(de)吸附效(xiao)果较(jiao)好(hao);温度对木(mu)质活性炭(tan)与(yu)煤质活(huo)性(xing)炭的吸附能力影响(xiang)较大,随着温(wen)度升高,吉(ji)布(bu)斯(si)自(zi)由能的(de)变量(liang)值(zhi)变(bian)小,吸附过程的(de)自发程(cheng)度增(zeng)高。代启(qi)虎(hu)考(kao)察(cha)初始pH值(zhi)、接触(chu)时(shi)间、初始Cr(DI)浓(nong)度(du)、菌体(ti)浓度和温度对(dui)Cr(IE)吸附效果的影(ying)响(xiang),用Langmuir、Freundlich、Redlich-Peterson和(he)Temkin吸附(fu)模型拟(ni)合(he)结(jie)果(guo)表明,该吸附(fu)过程(cheng)拟(ni)合(he)Langmuir吸附(fu)模型较(jiao)好。张(zhang)铁军等(deng)〔如用复(fu)合材(cai)料(liao)SMC对Cr(VI)的(de)吸(xi)附(fu)实验(yan)表明(ming),该吸附(fu)热(re)力学(xue)过(guo)程可用(yong)Freundlich模型(xing)描述,计算(suan)各(ge)吸(xi)附(fu)对(dui)的(de)吸附熠变(bian)、吉布(bu)斯(si)自(zi)由(you)能(neng)变(bian)化、爛变以(yi)及反(fan)应热(re),结(jie)果 表(biao)明(ming),该(gai)吸(xi)附(fu)过程(cheng)为多(duo)分子层(ceng)、吸(xi)热(re)反应(ying)。

        4、结(jie)语

        处(chu)理含(han)铬废(fei)水(shui)中(zhong)的悟(wu),根据实(shi)际(ji)溶(rong)液(ye)pH、杂质(zhi)以(yi)及(ji)处理(li)设(she)备条件(jian)和处(chu)理(li)达(da)标(biao)标(biao)准(zhun)可选(xuan)用适(shi)当(dang)的方法。萃取(qu)法易(yi)实(shi)现(xian),但萃(cui)取(qu)操作后的富(fu)集溶液(ye)需要后续处理(li)。生物还(hai)原法需(xu)要(yao)培(pei)养(yang)适当耐用的(de)生(sheng)物菌体。离(li)子交换(huan)法(fa)富集(ji)倍数(shu)高(gao)、环(huan)保、处理(li)Cr(VI)、Cr(M)应(ying)用(yong)范围(wei)广泛(fan)。化学(xue)还原(yuan)法处(chu)理(li)效(xiao)果(guo)比较(jiao)完(wan)全(quan),但(dan)为了避免二次环(huan)境污染(ran),过(guo)量(liang)使(shi)用的还(hai)原剂(ji)需要(yao)后(hou)续处(chu)理(li)。光(guang)催(cui)化处(chu)理(li)含铬(ge)废水尚(shang)未(wei)大(da)规(gui)模(mo)应用。

        在较(jiao)多(duo)的(de)铬吸(xi)附(fu)热(re)力(li)学研究(jiu)报(bao)道用(yong)Langmuir、Freundlich拟(ni)合(he)各(ge)吸(xi)附(fu)等(deng)温(wen)线(xian)。由于有时物(wu)理(li)吸附和(he)化学(xue)吸(xi)附(fu)同时(shi)发(fa)生(sheng),使(shi)吸附(fu)热力(li)学数(shu)据的计算(suan)变(bian)得复杂(za),而且(qie)由吸(xi)附(fu)等温(wen)线计算(suan)热(re)力学(xue)函(han)数(shu)变(bian)量(liang)也(ye)有前(qian)提假设。为(wei)提(ti)高含銘废水处理效(xiao)果(guo),物(wu)理(li)吸附(fu)各(ge)等(deng)温(wen)线可以通(tong)过Langmuir、Freundlich和(he)Linear等一(yi)系(xi)列模(mo)型确(que)定(ding)吸(xi)附体(ti)系最优(you)拟(ni)合模型,用最优模型(xing)计(ji)算各单(dan)组分(fen)吸(xi)附焰(yan)变、吸(xi)附(fu)熵(shang)、吉布(bu)斯(si)自由能(neng)变化(hua)等吸(xi)附热(re)力(li)学(xue)函数变(bian)量(liang),探(tan)索对(dui)Cr(HI)、Cr(VI)吸(xi)附过程(cheng)自(zi)发性的有(you)利(li)条件,改善(shan)钻(zuan)吸(xi)附(fu)剂(ji)吸附分(fen)离性能。

        参(can)考文(wen)献

        [1]肖(xiao)轲,徐夫(fu)元(yuan),降林(lin)华,等(deng).含(han)Cr(VI)废(fei)水(shui)处(chu)理(li)研(yan)究(jiu)进(jin)展[J].北京(jing)师范(fan)大学学报(自(zi)然(ran)科学版(ban)),2016,52(1):76-82.

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        [4]陈景文(wen),曹淑红,钱(qian)晓(xiao)荣(rong).含铬(ge)电(dian)镀(du)废水(shui)中Cr(VI)的萃(cui)取分(fen)离研究(jiu)[J].化(hua)工(gong)环保(bao),2001(06):311-316.

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        [8]丁绍兰(lan),李(li)玲(ling),都(dou)雅丽(li).生物(wu)法回收(shou)制革(ge)污(wu)泥(ni)中(zhong)铬(ge)时(shi)硫杆(gan)菌(jun)活(huo)性(xing)的研(yan)究[J].中(zhong)国皮革,2009,38(01):51-54.

        [9]丁(ding)绍(shao)兰(lan),王(wang)睿(rui),那(na)成(cheng)媛.生(sheng)物(wu)法和化(hua)学(xue)法回(hui)收制革(ge)污泥(ni)中铬的(de)对(dui)比研(yan)究[J].环境污(wu)染与防治(zhi),2007(05):367-370.

        [10]曾(ceng)嬪.离子(zi)交(jiao)换(huan)法处(chu)理含铬废(fei)水的(de)研究[J].江西化工(gong),2019(03):108-110.

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        [13]张峰,马烈(lie),张(zhang)芝(zhi)兰(lan),等(deng).化(hua)学(xue)还原法在(zai)Cr污染(ran)土壤修(xiu)复(fu)中的(de)应用[J].化工(gong)环保(bao),2012,32(05):419-423.

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        [23]代(dai)启虎(hu),李冉,葛(ge)俊苗,等.短乳杆菌对(dui)2+的吸附(fu)及(ji)动力(li)学(xue)和热(re)力(li)学拟(ni)合(he)[J].环(huan)境化(hua)学(xue),2019,38(03):626-634.

        [24]张(zhang)铁军,李(li)博(bo),韩剑宏(hong),等(deng).磁(ci)性(xing)改(gai)性(xing)玉(yu)米秸秆材(cai)料(liao)吸(xi)附(fu)铭(ming)的性(xing)能及机理研(yan)究(jiu)[J].工业(ye)水(shui)处(chu)理,2020,40(12).100-105.

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        2. ⁠⁤⁤⁤⁤⁤⁤⁤⁤‌⁠⁤⁢‌‍⁤⁢‌
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        6. ‍⁤⁤⁤⁤⁤⁤⁤⁤‌‍⁤⁠⁣
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