大蒜渣负载型纳米零价铁处理含cuii废水研究

大蒜渣负载型纳米零价铁处理含cuii废水研究

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时间:2018-10-05

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1、doi:10.3969/j.issn.1007-7545.2018.09.017大蒜渣负载型纳米零价铁处理含Cu(II)废水研究欧阳洪川1,周洪宇2a,李亚强2a,尹衍利2a,刘俊友2a,黄凯2b(1.五矿铜业(湖南)有限公司,湖南衡阳421513;2.北京科技大学,a新兴产业技术研究院,b冶金与生态工程学院,北京100083)摘要:利用大蒜渣负载型纳米零价铁对脱除水中Cu2+的反应行为和效果进行了探索,并对其脱除机理做了探讨。试验发现,在初始Cu2+浓度20mg/L、pH=4,固液比为25mg/15mL的条件下,用负载纳米零价铁的大蒜皮对废水进行吸附,废水中Cu2+

2、的去除效率最高可达94.15%。关键词:纳米零价铁;Cu(II);大蒜废弃物;生物吸附中图分类号:X75文献标志码:A文章编号:1007-7545(2018)09-0000-00TreatmentofCu2+-bearingWastewaterwithNanosizedZero-valentIron-loadedGarlicResidualOUYANGHong-chuan1,ZHOUHong-yu2a,LIYa-qiang2a,YINYan-li2a,LIUJun-you2a,HUANGKai2b(1.MinmentalsCopper(Hunan)CompanyLim

3、ited,Hengyang421513,Hunan,China;2a.InstituteforAdvancedMaterialsandTechnology,2b.SchoolofMetallurgicalandEcologicalEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,100083,Beijing)Abstract:ReactionbehaviorandeffectofgarlicresidualparticlesloadednanozerovalentirononremovalofCu2+fromwas

4、tewaterwereexplored.Theremovalmechanismwasdiscussed.TheresultsshowthatremovalrateofCu2+fromwastewaterisupto94.15%undertheconditionsincludinginitialCu2+concentrationof0.002%,pHvalueof4,andratioofsolidtoliquidof25mg/15mL.Keywords:nanozerovalentiron;Cu(II);garlicresidualparticles;biosorpti

5、on含铜废水对环境与人体都会造成巨大危害。目前含铜废水处理的方法有化学沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法、氧化还原法等。化学沉淀法利用聚丙烯酰胺(PAM)进行沉淀[1-2],对铜离子平均浓度167mg/L的废水去除率可达99.48%,出水铜离子平均浓度0.8675mg/L。采用溶剂萃取—电积法回收硐坑水中的金属铜[3-5],铜回收率达到94%,产品为99.99%纯度阴极铜。萃余液中和处理后可达标排放,中和渣浆与一定量絮凝剂作用后,清液达标排放,浓密渣浆量大大减少。利用离子交换树脂对Cu2+的吸附[6-10],净化后水的Cu2+低于0.1mg/L。氧化还原法[11-12]利

6、用铁屑置换出废水中的铜离子,也可用铁氧体法处理,在pH=10.0、n(Fe2+)/n(Cu2+)=10、n(Fe3+)/n(Fe2+)=1.5、反应温度30℃、搅拌时间15min的条件下,废水中Cu2+从1600mg/L左右降至1mg/L以下,Cu2+去除率达到99.95%左右,达到GB25467-2010的间接排放标准。对铜废水亦可利用纳米铁粉进行还原处理,其中还原铁粉价廉、易得、无二次污染,且可高效地去除多种水体中的污染物质,如重金属离子、含氯有机物和硝基芳香化合物等[13]。但纳米金属的制备以及应用过程也存在以下几个问题:1)由于纳米零价金属的比表面积较大、磁性

7、较强,使得其在制备以及应用过程中极易发生团聚,从而形成大颗粒,造成其比表面积减小,活性降低,进而很大程度上影响其研究及应用价值;2)由于纳米零价金属颗粒极易发生团聚,导致其在水体中的流动性能变差,导致扩散不均匀,与污染物很难充分接触反应,从而降低了其在实际工程应用的可能性;3)由于纳米零价金属活性很强,极易被氧化,有时甚至会发生“自燃”,这一现象导致对零价铁有效物质的大量损耗及反应活性的降低,从而不能持久降解环境中的污染物。为克服纳米零价金属易团聚缺点,越来越多的研究者对纳米零价铁进行改性。负载纳米零价铁是改性方法之一,它既保持了纳米零价铁的固有特性

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