廢水中Cr(Ⅵ)、As(Ⅴ)處理技術(shù)及其污染去除機(jī)理.pdf

1、水體中的重金屬污染對環(huán)境有極大的影響，特別是水中的Cr(Ⅵ)、As(Ⅴ)污染已成為環(huán)境領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。鉻、砷污染具有持久性、富集性、強(qiáng)烈的毒性和致癌性，因此2006年我國將Cr(Ⅵ)和As的飲用水標(biāo)準(zhǔn)分別調(diào)整為0.05 mg/L和0.01 mg/L。
　　Cr(Ⅵ)大量應(yīng)用于鞣革、紡織、印染以及電鍍等行業(yè)中，含鉻廢水、廢渣、廢氣的排放是造成水環(huán)境鉻污染的重要原因，水中As(Ⅴ)污染的來源主要包括火山活動(dòng)、化石燃料的燃燒、礦石開采和

2、含砷農(nóng)藥的使用等。對含Cr(Ⅵ)、As(Ⅴ)廢水的不當(dāng)儲(chǔ)存、運(yùn)輸和處置會(huì)對人類健康和生態(tài)平衡產(chǎn)生嚴(yán)重威脅，相關(guān)的處理方法急需完善。此外，Cr(Ⅵ)和As(Ⅴ)的復(fù)合污染也已經(jīng)在木材防腐劑、石油煉化、油漆和油墨制造以及生活廢水中被發(fā)現(xiàn)，但針對Cr(Ⅵ)和As(Ⅴ)復(fù)合污染的研究很少，相關(guān)的處理方法亟待開發(fā)。
　　本研究在綜合考查了物理法、化學(xué)法以及生物法等多種Cr(Ⅵ)、As(Ⅴ)廢水處理方法的基礎(chǔ)上，選擇還原沉淀法處理Cr(Ⅵ)污

3、染廢水，試制新型復(fù)合吸附材料處理As(Ⅴ)污染廢水，零價(jià)鐵法處理Cr(Ⅵ)、As(Ⅴ)復(fù)合污染廢水，并對三種方法加以試驗(yàn)研究。試驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　化學(xué)還原沉淀法除鉻采用兩步處理:(i)投加還原劑還原Cr(Ⅵ)為Cr(Ⅲ)，(ii)投加堿性沉淀劑使Cr(Ⅲ)生成沉淀去除。針對處理Cr(Ⅵ)污染常用的藥劑，對比了四種不同的還原劑（FeSO4、FeCl2、Na2SO3和NaHSO3）和兩種不同的沉淀劑(NaOH和Ca(OH)2)的

4、處理效果。在試驗(yàn)條件下FeSO4作為還原劑，Ca(OH)2作為沉淀劑的去除效果最好。不調(diào)整原水pH的情況下，還原反應(yīng)在20 min內(nèi)即可達(dá)到平衡。在初始Cr(Ⅵ)濃度為0.47-4.83 mg/L的條件下，當(dāng)Fe∶Cr摩爾比為2.7-5.1時(shí)，出水總鉻濃度可低于0.05 mg/L，鐵的濃度可低于0.3 mg/L，滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)》對水源水的要求。分析沉淀物的紅外光譜發(fā)現(xiàn)，鐵鉻水合物的混凝吸附在除鉻過程中

5、發(fā)揮重要作用。
　　復(fù)合材料吸附去除水中As(Ⅴ)的試驗(yàn)試制了不同金屬元素、不同配比的FCA、CeFA和CeAT三組吸附材料，對比了吸附材料的吸附除As(Ⅴ)效果。試驗(yàn)結(jié)果表明以元素Ce、 Al、Ti按3∶1∶3制成的CeAT-4材料，對水中的As(Ⅴ)有很好的吸附效果，吸附容量達(dá)到20.4 mg/g，SEM觀察發(fā)現(xiàn)其表面聚集了大量不規(guī)則顆粒，增大了比表面積，且吸附試驗(yàn)后整體粒形完整，適用于水中As(Ⅴ)污染的治理。
　　零

6、價(jià)鐵(ZVI，F(xiàn)e0)試驗(yàn)考察了零價(jià)鐵同步除鉻除砷的效能，探討了零價(jià)鐵的作用機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)果表明，pH是零價(jià)鐵除鉻除砷的關(guān)鍵影響因素，在pH為2.0-3.0時(shí)，Cr(Ⅵ)、As(Ⅴ)去除率均達(dá)到82.0％以上。零價(jià)鐵用量從0.1 g/L增加到4.0 g/L時(shí)，去除率增加了68.0％以上，在此范圍內(nèi)增加投加量能顯著提高Cr(Ⅵ)、As(Ⅴ)的去除效率。零價(jià)鐵除砷除鉻的反應(yīng)過程符合偽一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，其速率常數(shù)表明共存的As(Ⅴ)能夠加快Cr(