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        改性沸石去除水中鎳的實驗研究

        2016-08-11 06:37:39曲爽
        關(guān)鍵詞:吸附廢水處理

        曲爽

        摘 要:鎳對人體健康有嚴(yán)重危害,為探索含鎳廢水處理方法,采用分光光度法研究了改性沸石的除鎳效果。探討了吸附時間、吸附溫度、水樣酸度等因素對廢水中Ni2+去除效果的影響。

        關(guān)鍵詞:廢水處理;改性沸石;吸附;鎳

        中圖分類號:TQ085.412 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-8937(2016)21-0175-02

        1 概 述

        改性沸石是含網(wǎng)架狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物,其內(nèi)部多孔,比表面積較大,具有良好的吸附和離子交換性能,因此是一種天然的廉價吸附劑[1]。吸附法因材料價廉易得、去除效果好,近年來的研究主要集中在尋求更為合適的新型廉價吸附材料[2]。沸石[3]是自然界中廣泛存在的一種硅鋁酸鹽礦,是吸附重金屬離子的吸附能力較好的極性吸附劑。影響沸石吸附能力的主要因素有溫度、污染物濃度、時間、pH等。

        本研究的主要內(nèi)容:

        ①研究吸附時間對改性沸石去除鎳離子效果的影響;

        ②研究吸附溫度對改性沸石去除鎳離子效果的影響;

        ③研究pH值對改性沸石去除鎳離子效果的影響;

        ④研究水樣中Ni2+濃度對改性沸石去除鎳離子效果的影響。

        2 實驗過程

        2.1 檢測方法

        2.1.1 工作曲線的繪制

        在六個50 mL容量瓶中,分別加入已稀釋的標(biāo)準(zhǔn)Ni2+溶液(0.1 mg/ml),再分別依次加入1 ml丁二酮肟,2 ml飽和溴水和 5 ml濃氨水,用蒸餾水稀釋至刻度,混勻。用1 cm比色皿在470 nm處以空白樣品作參比液,用分光光度計測量其吸光度。

        將所得數(shù)據(jù)以濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo)作工作曲線,三次平行實驗的測定結(jié)果,見表1。

        取上述三次平行實驗數(shù)據(jù)的平均值。濃度——吸光度實驗數(shù)據(jù),見表2。

        根據(jù)上表繪制出一條標(biāo)準(zhǔn)工作曲線,如圖1所示。

        2.1.2 樣品的測定

        取20 ml已處理好的待測鎳樣品溶液于50 ml容量瓶中,依次加入1 ml丁二酮肟,2 ml飽和溴水和5 ml濃氨水,用蒸餾水稀釋至刻度、混勻。在上述相同條件下測定其吸光度。利用工作曲線找出被測樣品中的濃度。

        2.2 研究各影響因素對鎳去除效果的影響

        ①取制備的5 mg/L的含鎳廢水于5個相同的錐形瓶中,在錐形瓶中倒入25 ml含鎳的廢水樣品,再分別加入2.5 g改性沸石,吸附不同時間后,分別取20 ml上清液置于5個50 ml容量瓶中,依次加入1 ml丁二酮肟、2 ml飽和溴水和5 ml濃氨水,再用蒸餾水稀釋至標(biāo)線,分別測量其吸光度,結(jié)果,見表3。

        ②在錐形瓶中倒入50 ml含鎳的廢水樣品,再分別加入2.5 g改性沸石,在不同溫度的水浴鍋中吸附,吸附后,分別取20ml上清液置于5個50 ml容量瓶中,依次加入1 ml丁二酮肟、2 ml飽和溴水和5 ml濃氨水,再用蒸餾水稀釋至標(biāo)線,分別測量其吸光度,結(jié)果見表4。

        ③在錐形瓶中倒入25 ml含鎳的廢水樣品,再分別加入2.5 g改性沸石,分別調(diào)節(jié)其pH值,吸附后,分別取20 ml上清液置于5個50 ml容量瓶中,依次加入1 ml丁二酮肟、2 ml飽和溴水和5 ml濃氨水,再用蒸餾水稀釋至標(biāo)線,分別測量其吸光度,結(jié)果見表5。

        2.3 結(jié)果與討論

        2.3.1 吸附時間對鎳去除率的影響

        隨著吸附時間的延長,廢水中Ni2+的去除率逐漸增加,在0~75 min內(nèi)去除率增加較快,25 min時,吸附率是2.5 %,50 min時Ni2+去除率已達(dá)39.5 %,75 min時達(dá)70 %,在150 min時去除率已經(jīng)達(dá)到80.5 %, 200 min時,Ni2+的去除率是80 %。其后繼續(xù)延長吸附時間,吸附率趨于穩(wěn)定。

        2.3.2 吸附溫度對鎳去除率的影響

        在相同的條件下,隨著吸附溫度的升高,廢水中Ni2+的去除率在20 ~60 ℃增加的幅度較大,由20 ℃的2.5 %增加到60 ℃時的75 %。在溫度為80 ℃時,去除率達(dá)到90 %,去除后濃度為0.5 mg/L,因此增加溫度對提高去除率有利。

        2.3.3 pH值對鎳去除率的影響

        對廢水pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)后,在pH值為3時,Ni2+的去除效率是0.5 %;

        pH值是4時,Ni2+的去除效率是34 %;

        當(dāng)pH值是5時,Ni2+的去除率上升到50 %;

        pH值到6時,Ni2+的去除率是69.5 %;

        當(dāng)pH值為7時,Ni2+的去除率已經(jīng)達(dá)到80 %,在研究的pH值范圍內(nèi)溶液中Ni2+的去除率隨pH值的升高而增大。

        但并非pH越高越有利,當(dāng)廢水中的pH值大于8之后,溶液中的Ni2+會發(fā)生沉淀,處理不當(dāng)時極易引起二次污染

        3 結(jié) 語

        采用分光光度法研究吸附時間、吸附溫度、水樣酸度等因素對廢水中Ni2+去除效果的影響,得到以下結(jié)論。

        改性沸石對含鎳廢水中的鎳具有較強(qiáng)的去除作用,對濃度為5 mg/L的含鎳廢水,按吸附時間為150 min的情況下,鎳去除率可達(dá)80.5 %以上;吸附溫度是80 ℃時,鎳去除率達(dá)到90 %。

        pH值是影響除鎳效果的重要因素,pH<4.0條件下,鎳去除率較低,pH>7.0條件下產(chǎn)生沉淀,因此pH值為4.0~7.0條件下除鎳效果較好,在pH值是7時,鎳去除率可達(dá)80 %。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 唐受印,汪大.廢水處理工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1998.

        [2] 高俊敏,鄭澤根,王琰.沸石在水處理中的應(yīng)用[J].重慶建筑大學(xué)學(xué)報, 2001,(1).

        [3] 王容果,武衛(wèi)莉,古萬里.復(fù)合材料概論[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出 版社,2001.

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