改性前后活处理含铬废水实验研究

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1、改性前后活处理含铬废水实验研究1绪论1.1重金属废水的处理现状1.1.1重金属废水的及危害重金属废水的主要有冶炼厂、印刷厂、化工、机械制造等部门。由于生产种类众多，生产废水中所含的重金属离子的含量及存在形式都有较大的不同。其中，重金属废水的最大为电镀行业所排出的废水[1]。重金属离子的较强毒性和可富集性使其给环境带来了严重的污染，对人类健康带了巨大的危害[1]。水中悬浮物可将重金属离子及其化合物吸附之后沉淀于水底而造成长期污染，水中微生物无法分解铬而使其在体内富集。废水中的铬的存在形态主要为Cr3+

2、和Cr6+，Cr6+是一种强氧化剂，Cr6+的毒性比Cr3+高很多倍，对人体有很大的危害作用。气浮法通过加入的扑集剂与废水中的重金属离子发生反应而生成附着于气泡上的化合物，随着气泡的上浮形成可滤除的浮渣而得以去除。该法占地大、处理量大、操作方便，适用于处理浓度较低的电镀废水[7-8]。吸附法是利用多孔性固态物质吸附去除水中重金属离子的一种有效方法。吸附法的关键技术是吸附剂的选择，传统吸附剂是活性炭。活性炭有很强吸附能力，去除率高，但活性炭再生效率低，处理水质很难达到回用要求，价格贵，应用受到限制。近

3、年来，逐渐开发出有吸附能力的多种吸附材料。其中，由于活性炭广泛和制作成本低，越来越多的环境保护人士使用活性炭处理重金属废水[13-15]。........1.2活性炭处理重金属废水活性炭是将含炭材料通过一系列的物理、化学方法加工制成的优良吸附材料，其外观呈黑色、比表面积大、内部孔隙结构发达、吸附性能强。活性炭所含成分与制备的原材料和过程有关，主要含碳、氢、氧、灰分及微量元素等成分。其中，碳为主要成分，决定了活性炭是非极性材料[21-22]。活性炭可用各种有机原料制造，这些原料包括各种植物类材料（果壳

4、、木材等）、各种动物性原料（皮革、骨头等）、各种矿物原料（煤、石油、塑料等）、各种天然的及合成有机物（糖、橡胶、树脂等）等[23-26]。在环境保护领域，重金属废水的处理是一个热点，吸附法由于其高效性和经济性而被广泛应用。活性炭具有发达的孔隙结构和大的比表面积使得其本身就具有很高的吸附能力，而且活性炭的表面化学性质和官能团可以根据不同需要进行调节从而提高其吸附能力，可以与难以被降解的重金属离子一起填埋，防止二次污染、占地少、成本低、可再生循环使用，因此活性炭作为很多重金属废水处理的首要选择。而且活性

5、炭可以根据不同的重金属离子进行调节改性从而提高活性炭对废水中重金属离子的吸附效果[29-32]。铬在废水溶液中主要有Cr3+和Cr6+两种形式，Cr6+具有更高的毒性且以HCrO4-存在，而且在电镀、钢铁、印染和纺织等工业排放污水中大量存在，排入水体会对水体造成污染[33]。公绪金等[34]在文中分析活性炭吸附Cr(VI)的表面接触还原作用等主要吸附机理，实验结果发现，当反应中的pH值控制在1-4时，活性炭对Cr6+的去除率达到了峰值。黄彪等[35]通过实验分析了粉煤灰活性炭处理六价铬废水的过程，在

6、pH为4，浓度40mg/L，用量为0.0901g条件下吸附6h到达平衡吸附，结果发现活性炭吸附六价铬的吸附性能与pH值、浓度的关系较大，温度的影响不大，一般选在常温25℃。...........2材料和方法2.1实验材料和仪器将200g天然活性炭置于盛满去离子水的烧杯（1L）中。加热至沸腾并保持沸腾状态下不断搅拌30min，待溶液冷却后滤掉上层液体，然后用去离子水不断冲洗至中性，滤出后在105℃恒温鼓风干燥箱中干燥至称重不再变化，将该样品作为备用活性炭置于干燥器皿中。.......2.2实验方法2.

7、2.1天然活性炭吸附六价铬最佳条件选取起始浓度、投加量、pH值和反应温度作为考察因素，通过正交试验和单因素试验确定最佳的反应组合。2.2.2柠檬酸改性活性炭吸附六价铬最佳条件选取柠檬酸质量浓度、改性时间和改性温度作为考察因素，通过正交试验和单因素试验确定最佳改性组合。2.2.3微波改性活性炭吸附六价铬最佳条件选取微波-光波组合、装填量和改性时间作为考察因素，通过正交试验和单因素试验确定最佳改性组合。2.2.4微波-柠檬酸改性活性炭吸附六价铬最佳条件选取微波-光波组合、辐照时间和柠檬酸浓度作为考察因素

8、，通过正交试验和单因素试验确定最佳改性组合。.............3天然活性炭吸附六价铬......113.1天然活性炭吸附Cr(VI)吸附过程...........113.1.1起始浓度的影响.....113.1.2GAC-0投加量的影响....123.1.3反应pH值对吸附的影响......133.1.4反应温度的影响....143.2正交实验...........163.3天然活性炭的吸附性能和动力学研究....173.3.1吸附等温线....173.3.2