应用双极膜技术去除模拟土壤和铬渣中铬的研究

来源 :福建师范大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:q329118794
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随着工业化进程的加快,铬渣产生量不断增加,铬渣的堆放对土壤环境造成严重污染,因此,对铬污染土壤亟需治理和修复。传统的铬污染土壤修复方法都有一定的缺点,而电动法作为一种新的、绿色的修复技术,已显示出了巨大应用前景。本文采用双极膜辅助电动修复法,对高岭土模拟铬污染土壤及铬渣进行了修复研究。通过不同的电槽分别对模拟铬污染土壤进行处理,以探讨双极膜辅助电动修复法去除土壤中铬的可行性的最佳的处理装置和修复条件,并将此应用于实际铬渣的处理。主要研究成果如下:单个土壤室电槽去除模拟土壤中存在的Cr(Ⅲ)。在最佳处理条件下:初始Cr(Ⅲ)浓度2700mg/kg、电流密度2.0 mA/cm2、处理时间69 h时,Cr(Ⅲ)去除率可达90.0%。根据铬污染土壤的化学组成向模拟土壤中添加Ca2+、Fe3+和Zn2+后,C(Ⅲ)最高去除率由97.3%分别降至66.6%(通电165 h)、73.9%(通电99 h)和89.5%(通电105 h)。当电流密度为2.0mA /cm2时,采用二个或三个土壤室串联电槽处理57h后,土壤中Cr(Ⅲ)去除率分别为89.2%、90.0%和87.7%、90.4%、91.0%,所需单位能耗分别为0.140 kw.h/g,0.120 kw.h/g和0.103 kw.h/g。单个土壤室电槽去除模拟土壤中存在的Cr(Ⅵ)。在最佳处理条件下:初始Cr(Ⅵ)浓度1500 mg/kg、电流密度30 mA/cm2、处理时间48h时,Cr(Ⅵ)去除率可达87.8%,向土壤室添加80 mg/kg的腐殖酸后,Cr(Ⅵ)最高去除率由87.8%提高到95.5%。当电流密度为3.0mA/cm2时,采用二个或三个土壤室串联电槽分别处理48h后,土壤中Cr(Ⅵ)去除率分别可达85.1%、93.8%和81.5%、86.0%、91.2%,所需单位能耗分别为0.391 kw.h/g和0.331 kw.h/g。两个相邻土壤室电槽同时去除模拟土壤中存在的Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)离子。在电流密度3.0 mA/cm2、初始Cr(Ⅲ)浓度1500 mg/kg、初始Cr(Ⅵ)浓度2700 mg/kg的条件下经43 h处理后土壤中Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)去除率分别为86.2%和79.6%,总平均能耗为0.227 kw-h/g;在相同电流密度和通电时间的情况下,四个土壤室串联电槽对Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的去除率均可达到75%以上,总平均能耗降至0.162 kw-h/g。通过双极膜辅助电动修复法对铬渣进行处理,其醋酸可提取态铬、可还原提取态铬、有机物与硫化物结合态铬和残渣态铬的去除率分别为94.5%、67.8%、55.4%和77.8%,该处理方法对醋酸可提取态铬和残渣态铬的去除效果较好。
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