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目前随着的科研单位和高等院校进行的科研实验越来越深入、广泛,从实验室中排放的废水相对增多。多年来,许多实验室对产生的废水仅仅是进行初步的处理,甚至不作任何处理就排放,各种污染物成为除工业外一个新的污染源。由于含铬的化合物是常用的化学品之一,且六价铬毒性大、危害性强、能致癌,故本文选取含铬废水为对象,进行研究。
含铬废水的处理方法较多,本文选取了溶剂萃取法、离子交换树脂法与活性炭吸附法展开进一步探索,考察各种因素对Cr(Ⅵ)去除效果的影响,从而确定最佳实验条件,应用于模拟实验废水,评价不同处理方法的优缺点。本文测量铬浓度采用二苯碳酰二肼分光光度法。具体研究工作如下:
(1)溶剂萃取法以煤油为萃取溶剂,TBP为萃取剂,十六烷基三甲基溴化胺(CTMAB)为协萃剂,考察萃取剂浓度、水相酸度、萃取时间等因素对Cr(Ⅵ)萃取率的影响。在40%TBP,1.8mol/LH<,2>SO<,4>、0.1mol/LK<,2>SO<,4>、8.0x10<-3>mol/L,CTMAB条件下,Cr(Ⅵ)去除率可达88.7%。
(2)离子交换树脂法使用阴离子交换树脂,首先进行了静态实验。实验表明,使用H<,2>SO<,4>调节其pH值为2.5~5.0,振荡时间为30min,处理40.0mg/LCr(Ⅵ)溶液每升使用树脂1.6g,达到最佳效果,Cr(Ⅵ)去除率可达到99.3%以上。在动态实验条件下,当流速为1mL/min时,对于100.0mg/LCr(Ⅵ)溶液,测得贯穿时间为4h。树脂可以用2.0%NaOH再生。
(3)活性炭吸附分离法采用活性炭为吸附剂,进行静态和动态吸附分离实验。结果表明,在静态实验条件下,对于40.0mg/LCr(Ⅵ)溶液,投加0.45g活性炭,吸附5h,Cr(Ⅵ)去除率达92.0%。Cr(Ⅵ)静态吸附服从Freundlich方程:q=57.3c<0.3125>;在动态实验条件下,当流速为1mL/min时,对于40.0mg/LCr (Ⅵ)溶液,测得穿透时间为6h。活性炭可通过20.0%NaOH再生,重复使用3次,吸附效果未发生明显变化。同时还对活性炭的表面修饰进行了探讨。
经过上述实验,确定了最佳工艺路线后,采用离子交换树脂法对实验废水进行处理:(1)由于废水中含有Fe<3+>,用阳离子交换树脂难以分离Fe<3+>和Cr<3+>,故用KMnO<,4>氧化为Cr<,2>O<,7><2+>后再用阴离子交换树脂处理。(2)由于铬酸浓度的差异,若操作不当,铬酸含量高时,对树脂破坏氧化严重,严重影响该方法的推广使用。故先用沉淀法除去实验含铬废水大量的Cr(Ⅲ),然后再进行树脂交换。测得铬的去除率可达99.96%以上。