高嶺土在含重金屬離子廢水處理中的應用

時間：2014-05-08 09:50:19

作者：世邦機器

高嶺土在含無機物廢水處理中的應用

含重金屬離子廢水

含重金屬離子廢水常見于電鍍、電子工業(yè)和冶金工業(yè)，它的成分非常復雜，由于其潛在的毒性大，不可自然降解，生物富集性強，并且最終在食物鏈中富集，嚴重威脅著生態(tài)系統(tǒng)和人體健康。所以，研究如何降低廢水中重金屬的含量，減輕重金屬對環(huán)境的污染具有重大意義。利用天然礦物材料進行含重金屬離子廢水處理，具有工藝簡單、投資少、效果好且二次污染小等優(yōu)點，是去除廢水中重金屬離子等有害物質(zhì)的較為理想的低成本吸附劑之一。

含Cu2+廢水銅的單質(zhì)及其化合物被廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)的各個部門，其中電鍍工業(yè)、冶金工業(yè)、化學工業(yè)的廢水和礦山酸性廢水中含有高濃度的銅等重金屬。這些工業(yè)廢水如果不經(jīng)過處理直接排入水體環(huán)境中，Cu2+不能被生物降解和轉(zhuǎn)化為無害物，而是通過水遷移、土壤積累，然后經(jīng)過食物鏈的污染富集，最終對人類及其它生物產(chǎn)生嚴重的危害。銅對人體的危害主要表現(xiàn)在銅鹽能強烈地剌激胃、腸和呼吸道黏膜，因此我國已將銅及其化合物列人水中優(yōu)先控制污染物的“黑名單”。

高嶺土的應用：高嶺土生產(chǎn)線比較復雜，正是因為如此，高嶺土的作用才會如此的多，在天然水體系中，銅、鉛、鎘等重金屬元素的形態(tài)分布、遷移、歸宿和生物有效性強烈取決于重金屬元素在水體顆粒物表面的分配趨勢。魏俊峰等(2000)對Cu2+在高嶺石表面的吸附進行了實驗和模式研究。結(jié)果表明，在同時考慮自由水合離子Cu2+和羥基金屬離子CuOH+與高嶺石表面絡合的情況下，單一表面基團、無靜電表面絡合模式能很好地描述Cu2+的吸附行為。擬合得到的CuOH+的絡合常數(shù)比Cu2+的大得多。Cu2+在高嶺石表面的吸附量隨pH值的升高而增加。吸附銅的兩種表面化合態(tài)SOCu+和SOCuOH的濃度在實驗的pH值范圍內(nèi)，也隨pH值升高而增加，并且以SOCu+為主。

溶液pH值對Cu2+去除率的影響在pH值小于6.0時，隨著pH值的增大，Cu2+的去除率增大。這是由于在酸性條件下高嶺石表面羥基難解離，表面的電負性較低，阻礙了高嶺石表面羥基與Cu2+的作用，而且高嶺石表面吸附H+占據(jù)了Cu2+的吸附位置，使吸附量減校隨著pH值的升高，礦物表面的羥基基團解離度增大，表面的負電荷增加，表面含氧基團及其它基團的活化而與Cu2+形成絡合物，使Cu2+的去除率增大，這與蔣明琴等(2009)的研究結(jié)果相符。當pH值為6.0時，Cu2+的去除率達96.5%。此后，Cu2+的去除率開始下降，這可能是由于pH值大于6.0后，雜質(zhì)離子競爭吸附增強，導致高嶺土對Cu2+的吸附能力減弱，從而使Cu2+的去除率下降。