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杭州皙全技术:含Cr(Ⅵ)废美狮美高梅平台网站处理工艺

2018/3/18 10:54:12      点击:
 【杭州美狮美高梅平台网站处理设备www.szxqhb.comCr()废美狮美高梅平台网站主要来源于电镀行业、不锈钢制造业、电池制造业、冶金行业和矿石开采业,如电镀生产过程中的镀件清洗、镀液过滤、废液排放等。处理含Cr()废美狮美高梅平台网站的方法很多,如还原-沉淀法、电解法、离子交换法、膜分离法、吸附法、微生物法,这些方法在实际应用中都存在如下3个弊端:(1)工业废美狮美高梅平台网站含Cr()浓度低,美狮美高梅平台网站体处理量大,导致投加药剂量大,易造成二次污染;(2)工艺及设备占地面积大,操作成本、固定投资大;(3)工艺操作复杂,工艺条件不稳定,操作较难控制。

    针对以上问题,本试验尝试将离子交换树脂法和FeSO4˙7H2O还原沉淀法2个传统的单个处理工艺耦合运用,这样既避免了单个处理工艺的弊端,又可以将2个工艺的优点加以联合,处理效率大大提高美狮美高梅平台网站处理设备

    本研究的目的是探索一种高效、低成本并特别适合低浓度含Cr()废美狮美高梅平台网站的处理方法。试验采用离子交换树脂法—FeSO4˙7H2O还原沉淀法耦合工艺处理含Cr()废美狮美高梅平台网站,即将低浓度含Cr()废美狮美高梅平台网站流经离子交换柱,通过调节工艺参数使出美狮美高梅平台网站达标排放,然后用5%NaOH溶液洗脱吸附饱和的离子交换柱,收集浓缩的高浓度含Cr()废美狮美高梅平台网站。以FeSO4˙7H2O为还原剂处理浓缩的高浓度含Cr()废美狮美高梅平台网站,使Cr()还原为Cr(),调节pH89,使Cr()生成Cr(OH)3沉淀而得以去除,含铬污泥可烘干回收利用。试验考察了pH、反应时间、搅拌速度、FeSO4˙7H2O投加量等因素对高浓度含Cr()废美狮美高梅平台网站处理效果的影响,为该法的工业化应用提供引导性参考。

    1 试验部分

    1.1 试验用美狮美高梅平台网站

    离子交换部分:以K2Cr2O7配制一定浓度的含Cr()废美狮美高梅平台网站作为离子交换部分的试验用美狮美高梅平台网站。

    还原沉淀部分:以离子交换部分浓缩的高浓度含Cr()废美狮美高梅平台网站作为还原沉淀部分的试验用美狮美高梅平台网站。

    1.2 试验设备和仪器

    UV-1100型紫外/可见分光光度计,上海美谱达仪器有限企业;pHS-25酸度计,上海雷磁企业;FA2004电子天平,上海舜宇恒平科学仪器有限企业;离子交换柱,D=23mmH=250mm,深圳市铭科科技有限企业;ZR4-6混凝试验搅拌机,深圳市中润美狮美高梅平台网站工业技术发展有限企业;布氏漏斗,上海禾汽玻璃仪器有限企业;马弗炉,宜兴市前锦炉业设备有限企业。实验室美狮美高梅官方网站

    1.3 试验方法

    1.3.1 离子交换树脂法

    试验用离子交换树脂为D301大孔型弱碱性阴离子交换树脂,即在大孔结构的苯乙烯-二乙烯苯共聚体上主要带有叔胺基的阴离子交换树脂,碱性较弱。该树脂对Cr()具有较好的吸附效果,且再生效率高、交换容量大、抗污染能力强、机械强度好。使大量的低浓度含Cr()废美狮美高梅平台网站流经用D301树脂填充的离子交换柱,调节工艺参数使出美狮美高梅平台网站达标排放;Cr()被吸附在树脂上,待树脂吸附饱和,用质量分数为5%NaOH洗脱液洗涤,收集高浓度含Cr()富集液。

    1.3.2 FeSO4˙7H2O还原沉淀法

    移取100mL经稀释的含Cr()富集液于250mL的烧杯中,调节pH,加入一定量的FeSO4˙7H2O,在一定搅拌速度下反应一段时间,过滤;调节滤液的pH89,并加入12滴质量分数为0.1%的聚丙烯酰胺(PAM)絮凝剂,静置沉淀30min;取上清液测定其中的Cr()浓度,过滤、收集Cr(OH)3沉淀。将Cr(OH)3沉淀在马福炉中于650℃左右煅烧,可得到Cr2O3

   1.4 测试方法

    Cr()的测定采用二苯基碳酰二肼分光光度法。

    2 结果与讨论

    2.1 离子交换树脂法

    2.1.1 吸附部分

    查阅相关文献,根据树脂D301的使用参考标准的填装高度和运行速度,推算出其停留时间约为2.412min,而试验实际填装高度为150mm,则运行流量约为5.226.0mL/min

    配制质量浓度为100mg/LpH约为5.7的含Cr()废美狮美高梅平台网站15L,使其流经试验用离子交换柱,保持流量约为20mL/min

    该离子交换柱运行10.50h,吸附质量浓度为100mg/L的含Cr()废美狮美高梅平台网站12.7L,吸附Cr()的质量约为1254.6mgCr()吸附率高达99.89%以上,出美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质完全达标,可回收循环利用。实验室美狮美高梅官方网站

    2.1.2 洗脱部分

    将负载1254.6mgCr()的交换柱,用5%NaOH溶液以20mL/min的流速解吸,每收集100mL流出液,测定一次Cr()的浓度。

    解吸的Cr()主要集中在初始流出液的500mL体积中,约占吸附的Cr()总质量的95%,浓缩了约70倍,pH12.5。收集前48min浓度较高的富集液,共820mL,平均Cr()质量浓度为1506.00mg/L,还原沉淀部分试验用美狮美高梅平台网站皆由此浓缩液配制。美狮美高梅平台网站处理设备

    另外,该洗脱曲线峰形陡峭,没有托尾现象,洗脱时间短、效率高且节省原材料。

    2.2 FeSO4˙7H2O还原沉淀法

    2.2.1 pH的影响

    根据文献所述,FeSO4˙7H2O适宜在碱性条件下还原Cr()10〕,故试验在pH7的条件下进行。按照1.3.2的方法,稀释含Cr()浓缩液,使其质量浓度为500mg/L,取100mL250mL的烧杯中,分别调节pH7891011121313.5,在搅拌速度为150r/minFeSO4˙7H2O投加量为2.5倍理论值的条件下,通过测定反应100min后上清液的Cr()浓度,考察pHCr()去除效果的影响。

    碱性条件下,FeSO4˙7H2OCr()的去除率均高于99.31%,表明FeSO4˙7H2O适宜在碱性条件下还原Cr()

    2.2.2 反应时间的影响

    按照1.3.2的方法,稀释含Cr()浓缩液,使其质量浓度为500mg/L,取100mL250mL烧杯中,在pH=12.5、搅拌速度为150r/minFeSO4˙7H2O投加量为2.5倍理论值的条件下,分别反应01530507090100min,通过测定反应后上清液的Cr()浓度,考察反应时间对Cr()去除效果的影响,结果如图4所示。

    反应时间越长,Cr()去除率越高,但当反应时间>30min时,随着反应时间的延长,Cr()去除率趋于平衡,故选用30min为最佳反应时间。实验室美狮美高梅官方网站

  2.2.3 搅拌速度的影响

    按照1.3.2的方法,稀释含Cr()浓缩液,使其质量浓度为500mg/L,取100mL250mL烧杯中,调节pH12.5,控制搅拌速度分别为5080100120150170190220r/min,在FeSO4˙7H2O投加量为2.5倍理论值的条件下,通过测定反应30min后上清液的Cr()浓度,考察搅拌速度对Cr()去除效果的影响,结果如图5所示。

    随着搅拌速度从50r/min增加到220r/minCr()去除率由12.31%升至99.84%,且当搅拌速度≥100r/min时,Cr()去除率均高于98.90%。反应时间越长、搅拌速度越快均有利于去除率的提高,但权衡效率和电耗的关系,取最佳搅拌速度为100r/min

    2.2.4 还原剂投加量的影响

    按照1.3.2的方法,稀释含Cr()浓缩液,使其质量浓度为500mg/L,取100mL250mL烧杯中,调节pH12.5,搅拌速度为120r/minFeSO4˙7H2O投加量分别为理论投加量的1.01.11.21.51.82.02.5倍,通过测定反应30min后上清液的Cr()浓度,考察FeSO4˙7H2O投加量对Cr()去除效果的影响。

    随着FeSO4˙7H2O投加倍数的增加,Cr()去除率也大大提高,当FeSO4˙7H2O投加量为理论投加量的1.2倍时,Cr()去除率已高达99.65%,继续增加FeSO4˙7H2O投加倍数,Cr()去除率的变化趋于平稳。但是不同FeSO4˙7H2O投加量下,反应后上清液的pH相差很大,FeSO4˙7H2O投加量对反应后溶液pH的影响如图7所示。

    反应后上清液的pH随着FeSO4˙7H2O投加量的增加而下降。这主要是由于随着FeSO4˙7H2O投加量的增加,溶液中的Fe2+增多,而Fe2+OH-有较强的结合力,从而大大消耗了溶液中游离的OH-,出现FeSO4˙7H2O投加量越大,溶液pH越低的试验现象。考虑到经济成本,最佳FeSO4˙7H2O投加量选用理论投加量的1.2倍。

    3 结论

    采用离子交换树脂—FeSO4˙7H2O还原沉淀耦合工艺处理质量浓度为100mg/L的含Cr()废美狮美高梅平台网站,首先使低浓度的含Cr()废美狮美高梅平台网站流经直径为23mm、填装高度为150mm的离子交换柱,以20mL/min的流量连续运行10.5h,试验结果表明,该离子交换树脂柱吸附质量浓度为100mg/L的含Cr()废美狮美高梅平台网站12.7L,吸附Cr()的质量约为1254.6mgCr()吸附率高达99.89%以上,出美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质完全达标;5%NaOH溶液为洗脱剂对吸附饱和的树脂进行洗脱,洗脱液Cr()质量浓度高达6918.7mg/L,浓缩了约70倍,且洗脱曲线峰形陡峭,没有托尾现象。用FeSO4˙7H2O还原沉淀经浓缩后的高浓度含Cr()废美狮美高梅平台网站,其最佳反应条件:pH7,反应时间为30min,搅拌速度为100r/minFeSO4˙7H2O投加量为理论投加量的1.2倍,在此条件下,Cr()去除率可高达99.65%

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