采用静态吸附方法研究了赤泥用盎 、pH、反应时间和温度对去除废水中镐效果的影响。 结果表明,赤泥对镐离子有较好的吸附性能,吸附率达到95.32%。当镐离子初始质量浓度为10 mg/L时,赤泥合适的投加最为lg几, 反应时间为1 h, 温度越高吸附率越高; 溶液pH越高吸附率越高,在碱性环境中会发生沉淀作用。
工业水处理Industrial Water TreatmentVol.34 No.8Aug.,2014第34卷第8期2014年8月 罗旭,等:赤泥处理含镉废水的实验室研究工业水处理2014-08,34(8) 赤泥处理含镉废水的实验室研究 罗 旭,魏保立,袁 彪 (郑州航空工业管理学院,河南郑州081001) [摘要]采用静态吸附方法研究了赤泥用量、pH、反应时间和温度对去除废水中镉效果的影响。结果表明,赤泥对镉离子有较好的吸附性能,吸附率达到 95.32%。当镉离子初始质量浓度为10 mg/L时,赤泥合适的投加量为1g/L,反应时间为1h,温度越高吸附率越高:溶液pH越高吸附率越高,在碱性环境中会发生沉淀作用。 [关键词]赤泥;吸附;含镉废水 [中图分类号]X703 [文献标识码] A [文章编号]1005-829X(2014)08-0076-02 Lab research on the treatment of wastewatercontaining cadmium by using red mud Luo Xu, Wei Baoli, Yuan Biao (Zhengzhou Institute of Aeronautical Industry Management,Zhengzhou 081001,China) Abstract: The effects of dosage of red mud,pH,reaction time and temperature on the cadmium removing effective-ness from wastewater by static adsorption method have been studied. The results show that red mud has pretty goodadsorption capacity. Its adsorption rate has reached 95.32%. When the initial mass concentration of cadmium ions is10 mg/L, the appropriate red mud dosage is 1 g/L,and reaction time 1 h. The higher the temperature is,the higherthe adsorption rate. The higher the solution pH is , the higher the adsorption rate. Precipitation occurs in alkalineenvironment. Key words: red mud;adsorption;wastewater containing cadmium 赤泥是铝土矿提炼氧化铝后排出的固体废物.因其氧化铁含量多,外观呈红褐色,故称为赤泥。据统计,全球氧化铝工业每年产生赤泥7000 万t,我国每年的赤泥产生量则超过3000万t。赤泥的处理一般是排入海里,或堆放在废渣场,不仅浪费土地,还容易造成地下水污染等一系列环境问题。由于赤泥的产生量巨大,成分复杂,多年来对其处理或利用的研究一直是世界性难题 镉的毒性非常大,GB 8978—1996 明确规定镉是一类污染物,最高允许排放质量浓度为 0.1 mg/L,且不能稀释处理。而一般工厂的含镉废水处理前镉的浓度都远远高于标准要求限值。含镉废水常见的处理方法有化学沉淀法、离子交换法、电解法、凝聚法和氧化还原法等,虽然处理效率高,但耗资大并会造成二次污染。笔者采用操作简单、处理效率高的吸附法,利用赤泥对含镉废水进行处理,并寻求最佳吸附条件,从而使含镉废水能够达标排放。 ( [ 基金项目] 河 南 省 教育厅自然科学项目(2010 A 61 0 004) ) 实验部分 1.1 试剂与仪器 试剂:硫酸、盐酸、氢氧化钠、硝酸等均为分析纯。赤泥来自河南省郑州某铝厂,主要成分为 SiO,、Al03、CaO、Mg0、TiO2、Mn0、Cr203、Fez0等。 仪器:TAS-990 火焰型原子吸收分光光度计,上海普析通用仪器有限公司;SHA-C往复式水浴恒温振荡器,江苏金坛正基仪器有限公司;HG-9070A 烘箱,上海精宏实验仪器有限公司;pHS-25型pH计,上海雷磁仪器厂。 1.2 模拟含镉废水的配制 以蒸馏水和硫酸镉配制含镉废水,其镉离子质量浓度为 GB 13456—2012中要求的现代企业镉污染物排排标准的100倍(10mg/L)。取模拟废水 100 mL置于250 mL锥形瓶中,加入一定量赤泥,密闭振荡反应一段时间后过滤,用原子吸收分光光度计测定其吸光度并得出Cd²的浓度,计算去除率。 2 结果与分析 2.1 镉的标准曲线 根据 GB 7475—1987配制标准系列溶液,在228.8 nm 处测定吸光度,结果见图1。 质量浓度/(mgL) 图1:镉的标准曲线 2.2 赤泥投加量对吸附效果的影响 设定室温为25℃,取一定量的赤泥(投加量分别为0.25、0.5、0.75、1.0、1.25、1.5 g/L)投 加到100 mL10 mg/L 镉溶液中,反应时间为1h,振荡速率为90r/min, 考察赤泥投加量对镉离子吸附效果的影响,结果见表1. 表1赤泥投加量与镉离子去除率的关系 投加量/(g.L) 0.25 0.5 0.75 1.0 1.25 1.5 去除率/% 64.47 87.44 91.80 95.32 95.43 95.51 由表1可知,赤泥投加量为 0.25 g/L时,对镉离子的去除率仅为 64.47%;1 g/L时去除率可达95.32%;此后继续增加赤泥加加量去除率增幅不大,所以赤泥的最佳投加量为1g/L。计算单位质量赤泥的吸附量可知赤泥对镉离子的最大吸附量为10mg/go 2.3溶液pH对吸附效果的影响 设定室温为25℃,取0.1g赤泥加入到100 mL10 mg/L镉溶液中,振荡速度为 90 r/min,反应时间为1h,调节pH,考察pH对赤泥吸附镉离子效果的影响,结果见表2。 表2pH对镉离子去除率的影响 pH 2 4 6 8 9 10 12 去除率/% 36.52 71.43 85.72 93.09 93.53 96.19 97.14 从表2可见,pH对赤泥吸附镉离子的影响较大,pH越高去除率越高。这是由于赤泥表面有较高的负电荷,强酸条件下H+聚集在赤泥表面,阻碍了 镉离子与吸附剂的接触,去除率较低。pH>9时去除率较高高 Cd²+和 OH-产生沉淀有关。与不投加赤泥的空白样对比,得出碱性环境中赤泥对Cd²+的去除是吸附和沉淀共同作用的结果,碱性越强,沉淀作用越明显。 2.4 反应时间对吸附效果的影响 设定室温为25℃,取0.1g赤泥加入到100mL10 mg/L 镉溶液中,振荡速度为 90 r/min,考察反应时间对赤泥吸附镉离子效果的影响,结果见表3。 表3 反应时间对镉离子去除率的影响 反应时间/min 5 15 30 60 90 120 去除率/% 90.31 92.25 93.77 95.29 95.46 95.54 从表3可以看出,随着反应时间的增加去除率也随之增加。反应时间为5 min 时,去除率为90.31%;反应时间增加到 60 min 时去除率为 95.29%,此后延长反应时间其去除率变化不明显,所以最佳反应时间为60 min。 2.5 温度对吸附效果的影响 取100mL 10 mg/L镉溶液,加入0.1g赤泥,反应时间为1h,振荡速率为 90 r/min,考察温度对赤泥吸附效果的影响,当温度为20、25、30、35、40、45、50℃时,相应的去除率为94.08%、95.01%、95.48%、95.83%、96.44%、96.24%、97.14%。温度为20℃时去除率为94.08%,温度继续升高去去除率随之升高但变化幅度不是太大。考虑到经济因素,反应温度最好控制为室温25℃。 3 结论 赤泥对含镉废水有很好的吸附效果。对于10mg/L镉溶液,赤泥的最佳投加量为1g/L,反应时间为1h,温度为25℃处理效果最佳;溶液pH越高,其吸附率越高,原因是在碱性环境中Cd²会发生共沉淀作用,且碱性越强,沉淀作用越明显。 ( 参考文献 ) ( [1 ]刘作 霖 ,罗玉长.赤泥废液离子膜法分离回收碱[J].轻金属, 1997 ( 4 ) :10 - 14 . ) ( [2 赤 ] 泥.百度 百 科[E B /OL ] . htt p: // b ai k e.b a i d u.com. ) ( [3] X 邓书书. 改 性累托 石 吸附处理含处废水[J]. 化工 环保,2009,29 ( 4 ) :308 - 311 . ) ( [ 作 者 简介 ] 罗旭 ( 197 7一 ), 硕 士,讲师。电 话 :13 7 83713455,E-ma i l:snower @ z zia.ed u .c n. ) ( [ 收稿日期]2 0 14- 0 7 - 0 8 (修改稿 ) ) —China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 采用静态吸附方法研究了赤泥用盎 、pH、反应时间和温度对去除废水中镐效果的影响。 结果表明,赤泥对镐离子有较好的吸附性能,吸附率达到95.32%。当镐离子初始质量浓度为10 mg/L时,赤泥合适的投加最为lg几, 反应时间为1 h, 温度越高吸附率越高; 溶液pH越高吸附率越高,在碱性环境中会发生沉淀作用。
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