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    化学沉降沸石吸附法处置高浓度电镀含锌废水

    更新日期:2021-11-23 14:23

     

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    前言

     

    锌是人体安康不可短少的元素,它普遍存在于人体肌肉及骨骼中,但是含量甚微,假如超量就会发作严重结果。含锌废水对人体安康和环境有严重危害,具有耐久性、毒性大、污染严重等特性,一旦进入环境后不能被生物降解,大多数参与食物链循环,并最终在生物体内积聚,毁坏生物体正常生理代谢活动,危害人体安康。随着人类对重金属的开采、冶炼、加工等制造活动的日益增加,产生的重金属废水无论是从数量上还是品种上都大大增加,形成了严重的环境污染和资源糜费。因而含锌废水的管理依然是世界环保范畴的严重研讨课题。目前已开发应用的含锌工业废水处办法主要有3种,即化学法、物理化学法和生物法。

     

    但上述办法都存在一定的局限性。如中和沉淀法处置后,若废水pH过高,需求中和处置后才可排放。同时可能多种重金属共存,当废水中含有ZnPbSnAl等两性金属时,pH值偏高,有再溶解的倾向,因而要严厉控制pH值,实行分段沉淀。同时,通常含锌废水在多数状况下含有配合剂,配合剂的存在将障碍氢氧化锌沉淀的构成,所以采用中和沉淀法处置含锌废水很难到达排放规范。硫化沉淀法中,若参加过量的硫,不只带来硫的二次污染,而且过量的硫与某些重金属离子会生成溶于水的络合离子而降低处置效果。铁氧化法在构成铁氧体过程中需求加热(70℃),能耗较高,处置后盐度高,而且有不能处置含Hg和络合物废水的缺陷。

     

    文中研讨应用化学沉降和沸石吸附组合的办法处置高浓度电镀含锌废水,不只防止了中和沉淀法种种弊端,而且应用自然沸石而无需改性处置就可到达较好的处置效果。本研讨先用化学法沉降大局部Zn2+,以Zn(OH)2沉淀的方式除去,可煅烧生成ZnO,从而制成Zn(NO3)2ZnCl2等试剂,有较高的回收应用价值。然后采用沸石实行吸附处置,使其到达排放规范。从而完成废物的资源化,具有较好的推行应用前景。

     

    资料与办法

     

    11 实验所用仪器设备

     

    AB204N型电子天平、JJ4型六联电动搅拌器、THZ82型恒温振荡器、SHZD型循环水式真空泵、722N型分光光度计。

     

    12 实验所用试剂

     

    氨水、盐酸、水乙酸、人造沸石、无水乙酸钠、双硫腙。

     

    13 废水水质

     

    本实验所用的废水来自黄石电镀有限公司,选用的是制造车间的废水,Zn2+的含量很高,其水质见表1

     

     

     

    14 实验办法

     

    将高浓度的含Zn2+废水先实行化学沉淀,再将沉淀处置后的废水用沸石吸附,过滤,取上清液实行剖析。

     

    15 剖析办法

     

    用双硫腙分光光度法测定Zn2+的含量。其测定原理是:pH4055的乙酸盐缓冲介质中,Zn2+与双硫腙构成红色螯合物,该螯合物可被四氯化碳定量萃取,以混色法完成测定。锌-双硫腙螯合物的最大吸收波长为535nm。用此办法测定Zn2+的浓度,以吸光度为纵坐标,以Zn2+的浓度为横坐标做规范曲线,拟合得曲线方程为y=0.442x+0.0014(式中y是吸光度,xZn2+的浓度,单位为mg/L)

     

    结果与讨论

     

    21 溶液pH值对化学沉降处置效果的影响

     

    分别取100mL原水放于9250mL烧杯中,依次参加质量分数为10%的氢氧化钠溶液,调理溶液pH值分别为708084909.510.010.412.5,搅拌平均,静置,取上清液剖析测定废水中Zn2+的剩余浓度,将沉淀抽滤测其SS,剖析实验结果。向原水中参加氢氧化钠溶液,Zn2+将以Zn(OH)2的方式沉降,但是当参加过量氢氧化钠溶液,Zn(OH)2将转化为ZnO22再次溶解,而分光光度法无法测出ZnO22中的锌含量,所以应该找到Zn(OH)2与氢氧化钠反响生成Na2ZnO2的临界pH值。实验结果标明,当溶液pH值为84左右时,溶液中Zn2+浓度疾速降低,而悬浮固体SS并未减少,阐明此时Zn2+曾经大局部沉淀,并有反响生成Na2ZnO2的趋向,所以84左右即为临界pH值。参加恰当氢氧化钠溶液使原水pH值调至84左右,待沉淀完整,静止分层,取上层清液为后面吸附处置的实验用水,测定其pH=84,含Zn2+浓度为6.6mg/L。用Zn(OH)2的溶度积作比照计算,理论上,当溶液含Zn2+浓度为6.6mg/L时,溶液的pH值为76,与实验结果略有差异,但相差不大,以实验结果为准。

     

    22 吸附时间对吸附效果的影响

     

    取六份100mL经化学沉降处置后的废水于六个250mL烧杯中,再参加质量浓度为0.2g/L的沸石,分别搅拌102030405060min,静置,取上层清液剖析,实验结果见图1

     

     

    从图1能够看出,随着吸附时间的增加,Zn2+的去除率逐步增大,吸附时间为50min时吸附效果最好,Zn2+的去除率到达835%Zn2+的剩余浓度为129mg/L。吸附时间过短,反响不充沛,处置效果不佳;吸附时间过长,呈现解吸速率大于吸附的现象。后续实验吸附时间为50min

     

    23 吸附剂用量对吸附效果的影响

     

    取六份100mL经化学沉降后的废水于六个250mL烧杯中,再分别参加质量浓度为0.050.10.150.20.250.3g/L的沸石,搅拌50min,然后静置,取上清液剖析,实验结果见图2

     

     

    从图2能够看出,随着沸石用量的增加,Zn2+的去除率逐步增大,沸石用量为0.25g/L时吸附效果最好。当吸附饱和后吸附效果明显降低,去除率减小。后续实验吸附剂用量为0.25g/L

     

    24 pH值对吸附效果的影响

     

    100mL经化学沉降后的废水于六个250mL烧杯中,调理pH分别为556875859.510.5,再分别参加质量浓度为0.25g/L的沸石,搅拌50min,静置,取上清液剖析,实验结果见图3

     

     

    从图3能够看出,随着pH的增大,Zn2+的去除率增大,pH9.5时吸附效果最好。pH对吸附质在溶液中存在的形态(电离,络合)和溶解度均有影响,因此对吸附效果有影响。pH9.5时吸附效果最好,在实践操作中,还需求思索处置后水的排放规范(pH69),因而,后续实验选择pH89

     

    2.5 温度对吸附效果的影响

     

    100mL经化学沉降后的废水于六个250mL的烧杯中,调理pH89,再分别参加质量浓度为0.25g/L的沸石,在温度分别为152025303540℃的条件下搅拌50min,然后静置,取上清液剖析,实验结果见图4

     

     

    从图4能够看出,随着温度的增加,吸附效果有所降低。吸附反响为放热反响,温度升高会使反响均衡向着吸热反响的方向实行。因而,随着温度的增加,吸附效果有所降低。实践操作中通常选择室温。

     

    26 废水初始Zn2+浓度对吸附效果的影响

     

    配制初始Zn2+浓度分别为3.816.359.5312.715.2419.05mg/L的废水,各取100mL废水于6250mL烧杯中,再分别参加质量浓度为0.25g/L的沸石,搅拌50min,取上清液剖析,实验结果见图5

     

     

     

    从图5能够看出,随着Zn2+浓度的增加,吸附效果有所降低。由于原水中Zn2+浓度很大,而沸石的吸附容量有限,使得出水不能到达排放规范。同时也阐明了高浓度的含锌废水不能直接用吸附法处置,而需求先实行化学沉降再实行吸附处置。

     

    结论

     

    (1)采用化学沉降和沸石吸附组合工艺处置高浓度含Zn废水,防止了化学沉降法的弊端,同时应用丰厚低价的沸石矿物资源作为吸附资料,提升了处置效果,到达排放规范。

     

    (2)沸石对水相中锌离子具有良好的吸附性能,废水pH值是影响处置效果最重要的要素,随着pH逐步增加,锌离子的去除率不时增大。当pH9.5时锌离子去除率最高,思索到出水pH值应该在69之间,所以将pH值调至69为宜。

     

    (3)温度对处置效果有一定的影响,思索运转本钱,采用室温即可。

     

    (4)关于100mL经化学沉降处置后的废水,沸石的最佳吸附时间为50min,吸附剂的最佳用量为2.5g/100mL

     

    (5)Zn2+的去除率随着废水Zn2+初始质量浓度的增加而呈降低趋向。高浓度的含锌废水需求先参加质量百分比为10%的氢氧化钠实行化学沉降,投加量为3.7mL/100mL,处置后的Zn2+的浓度为6.6mg/L

     

    (6)经化学沉降预处置后废水中锌离子的去除率最高可达88.8%,剩余浓度为0.47mg/L,远低于国家污水综合排放规范(GB89782002)的一级规范。