资源描述：
《技术：含重金属离子废水处理工艺》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、技术
2、含重金属离子废水处理工艺1、引言长期以来,水体重金属污染一直备受人们关注。由于历史遗留、生产技术、经营规模等方面的原因,有色金属采选、冶炼等行业产生的含重金属离子废水长期得不到有效治理,致使水体重金属污染日趋严重。由于具有毒性大、留存久、不可生物降解、易生物富集等特点,极低浓度的重金属污染都有可能对生态环境和人体造成严重的危害。因此,含重金属离子废水必须要进行严格处理。常用的含重金属离子废水处理方法有化学沉淀、离子交换、电絮凝、膜分离等传统物化法,以及植物吸收、微生物吸附等生物修复法。传统物化法普遍存在成本高、能耗大、易产生二次污染等缺点,实际应用时局限性越来越明显;而生物修复
3、法基本上处于起步阶段,技术不够成熟,受自然条件制约明显,一时也难以全面推广。相对于传统物化法和生物修复法,吸附法具有成本适中、能耗较低、技术成熟、受自然条件制约小、不易产生二次污染等优势,在含重金属离子废水处理中得到较为广泛的应用。应用吸附法的关键在于吸附材料的选择与制备。在众多吸附剂中,硅藻土作为一种生物成因硅质岩,因具备比表面积大、微孔与表面活性基团多、表面呈负电性等独特理化性质而拥有一定的吸附能力,被广泛用于吸附水体重金属和色素。但由于天然硅藻土含有杂质且理化构造存在缺陷,限制了吸附能力的发挥,需要通过改性以改善孔隙结构,充分提高吸附能力。目前,国内外主要采用单一常规方法改性硅
4、藻土,不能显著提高硅藻土吸附能力。因此,进行硅藻土复合改性研究具有重要现实意义。研究表明,柱撑技术能够有效改善蛭石、蒙脱石、膨润土等粘土矿物及硅藻土的层间或孔道结构,进而提升其吸附能力,但前提是需要对改性对象进行必要的纯化、均一化处理。为此,本研究以柱撑技术为核心,辅以酸活化、钠化、焙烧等常规物化改性技术,形成酸活化-钠化-柱撑-焙烧组合工艺对硅藻土进行复合改性,以期大幅度提高其吸附能力,并采用X射线衍射、傅立叶变换红外光谱、扫描电镜等分析手段分析硅藻土复合改性前后结构和性能的变化,初步探讨复合改性机理,为硅藻土改性及含Cd2+废水的处理提供科学依据。2、材料与方法2.1试验材料硅藻
5、土：购自云南腾冲县助滤剂厂,堆密度0.5g·cm-3,比表面积22.5cm2·g-1,主要化学成分为SiO2,同时含有少量Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO和有机质。使用前过10目土壤筛去除原矿带入的杂质,用去离子水反复擦洗,去除硅藻土颗粒表面杂质,而后于105℃烘干,冷却、研磨,过100目土壤筛,取筛下土密闭、干燥保存备用。含Cd2+储备液：准确称取2.2818g3CdSO4·8H2O溶于去离子水中,溶解完全后定容至1000mL,即得1000mg·L-1的含Cd2+标准储备液,保存于洁净试剂瓶中备用。聚羟基铝柱化液：在匀速搅拌条件下,将一定体积不同浓度(0、0.2、0.5、1.
6、0、2.0mol·L-1)的NaOH溶液以1。0mL·min-1的速度分别滴入AlCl3溶液中,使OH/Al摩尔比分别为1.0、2.0、2.2、2.4、2.6;而后继续搅拌120min,恒温(60℃)陈化24h,即得所需柱化液。2.2试验方法2.2.1复合改性硅藻土制备复合改性硅藻土制备工艺包括4个步骤,依次为酸活化、钠化、柱撑、焙烧。①酸活化：取一定量体积分数分别为5%、10%、12%、15%、18%的硫酸,按一定液固比加入硅藻土中,混合均匀,恒温(80℃)加热120min至微沸,期间加水保持液面平衡,冷却后离心,去上清液,用去离子水反复清洗,直至pH值为6.0;然后于105℃下烘
7、干,研磨、过筛,即得酸活化土。②钠化：取适量酸活化土,按质量比1∶9加入适量去离子水,均匀搅拌成悬浊液;称取适量分析纯NaCl固体,加入悬浊液中,使NaCl质量分数分别为2%、4%、6%、8%、10%、20%,搅拌均匀,恒温振荡30min后离心,去上清液,加入去离子水洗涤,直至无Cl-;然后烘干、研磨、过筛,即得钠化土。③柱撑：匀速搅拌条件下,按Al/土摩尔质量比为10mmol·g-1将柱化液缓慢滴入钠化土悬浊液(固/液质量比为2%),滴加完成后继续搅拌120min,恒温(60℃)老化24h,离心,去上清液,清洗,烘干,研磨、过筛,即得柱撑硅藻土。④焙烧：取适量柱撑硅藻土于50mL坩
8、埚中,置入马弗炉,分别于100、120、150、300、600℃下焙烧120min,冷却、研磨、过筛,即得复合改性硅藻土,密封保存备用。每个处理设3个平行样,取均值进行分析。2.2.2静态吸附试验等温吸附：取适量天然或改性硅藻土于250mL的具塞锥形瓶中,分别加入100mL质量浓度分别为10、100、150、200、300、600、1000mg·L-1的Cd2+标准溶液,调节溶液pH值为5.0,分别于30、45、60℃振荡120min,离心分离,用火焰原子
