不同助滤剂对废水中重金属铜离子吸附性能研究.pdf

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1、740化工机械2013年不同助滤剂对废水中重金属铜离子吸附性能研究+李玉国+事1苏艳2张彦博3左海强4胡茂4刘国荣4门连国4(1．东营市环境监测站；2．中国石油工程建设公司；3．锦西石化分公司维修车间；4．中国石油大学(华东)化学工程学院)摘要对稻壳灰、硅藻土和粉煤灰3种助滤剂对废水中重金属铜离子的吸附性能进行了对比研究。关键词稻壳灰助滤荆重金属吸附性能中图分类号TQ047文献标识码A文章编号0254-6094(2013)06-0740-03重金属是指比重大于5的金属，重金属以离子态存在时毒性最为严重，排放到环境中后无法被降解，只能转移其所存在的位置和转变其存在

2、的物理化学状态。带正电荷的重金属阳离子在水中很容易被带负电荷的胶体所吸附，并随水迁移，使水生生物中的重金属富集，通过食物链最终危害人体健康。排放重金属离子超标工业废水的主要行业是电镀、有色金属冶炼、机械加工、矿山开采以及部分化工企业⋯。废水中重金属离子对环境和人类健康的危害巨大，如何处理是一个亟需解决的问题。通过在过滤过程中添加具有吸附能力的助滤剂能够有效地去除废水中的重金属离子污染，但由于投用量较大，使用珍珠岩、硅藻土和纤维素纤维等助滤剂使得污水处理成本较高。稻壳灰的大比表面积和多孔性使其在结构上能够成为一种性能优良的助滤剂且其价格相当低廉。目前，在国外将稻壳

3、灰作为助虑剂的研究已经十分深入，并且开发出了针对各种过程需要的稻壳灰助滤剂产品。在国内，虽然也有不少人在研究稻壳灰的应用，但在将稻壳灰作为助滤剂的研究方面却基本属于空白。助滤过程中经常要对滤液进行脱色和吸附可溶性杂质的操作，常规助滤剂并不具有吸附性能方面的优势；而稻壳灰具有良好的物理和化学吸附性能。影响助滤剂吸附性能好坏的主要因素是其比表面积和结构。NakbanpoteW等的试验结果表明，300℃下加热所得到的稻壳灰有特殊的硅醇集团和氧化态的碳集团，可吸收金和硫脲的复合物旧J。稻壳灰中无机成分的主要组成为非晶态的SiO：，稻壳灰的比表面积很大，随加工条件不同，比

4、表面积在50～lOOm2／g。稻壳在600℃以下进行控制焚烧，形成的低温稻壳灰由绝大部分的SiO：和少量残炭构成，表面的SiO：形成纳米尺度的微粒，是很好的吸附位点，微粒松散团聚构成大量纳米尺度孔隙，具有巨大的比表面积。笔者对稻壳灰、硅藻土和粉煤灰3种助滤剂对重金属铜离子的吸附性能进行了对比研究。1试验材料与方法1．1稻壳灰助滤剂的制备试验所用稻壳来源于山东省东营市黄河大米加工厂，将稻壳在工业电炉中进行煅烧，恒温一定时间后取出，置于室温中进行自然冷却。煅烧温度对稻壳灰的比表面积和活性影响较大"1，本试验中将稻壳的煅烧温度控制在500℃，煅烧时间控制在30min。

5、处理后的稻壳灰经研磨并用80目的筛网筛选，取筛下灰。1．2铜离子浓度的分析测定方法使用分光光度计测定铜离子浓度主要有二乙基二硫代氨基甲酸钠分光光度法和双环己酮草酰二腙(BCO)光度法。还可以使用原子吸收光谱·教育部自主创新科研计划新项目(2472014062A)。··李玉国，男，1976年5月生，工程师。山东省东营市，257091。第40卷第6期化工机械741法、核磁共振以及红外光谱等分析方法一1。因为BCO所用的仪器简单、成本低廉、工艺简单、耗时少，所以本试验采用该方法来测量溶液中的铜离子浓度。标定时，取5个50mL的容量瓶，分别加入1、2、3、4、5mL的铜

6、离子标准溶液，然后加入缓冲溶液10mL，再加入BCO溶液6mL，稀释至容量瓶刻度，摇匀，待其显示色稳定后，测定最大吸收波长，绘制标准曲线。测量时，取一定量的待测液，有选择的稀释一定倍数，再取5mL此溶液放入50mL的容量瓶中，加入缓冲溶液10mL，再加入BCO溶液6mL，稀释至容量瓶刻度，摇匀，待其显色稳定后，测量铜离子浓度，最后将测量浓度换算成实际浓度”1。2试验结果与分析2．1助滤剂投用量对溶液pH值的影响助滤剂对溶液pH值的影响是工业应用中必须要考虑的问题，污水处理过程对pH值有着严格的要求。在18℃条件下，分别将0．03、0．06、0．10、0．20、0

7、．40、0．60、0．80、1．009稻壳灰、硅藻土和粉煤灰加入100mL浓度为0．25mmol／L的铜离子标准溶液中，测量其pH值，试验结果如图1所示。助滤剂投用蠡玩图1助滤剂投用量对溶液pH值的影响由图1可以看出，随着助滤剂投用量的增加，投入粉煤灰或硅藻土后，溶液的pH值基本保持恒定，即这两种助滤剂基本不会影响溶液的酸碱性。但投入稻壳灰助滤剂对溶液的pH值有较大的影响。当稻壳灰助滤剂投用量在0．03～0．209之间的时候，随着稻壳灰用量的增加，溶液的pH值缓慢的增长；稻壳灰投用量为0．20—0．409之间的时候，溶液的pH值出现快速跃迁，随着投用量的增加，p

8、H值急速增大；当稻壳灰用