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粉煤灰和人造沸石吸附处理含铬(VI)地下水的实验研究

黄玉洁  
【摘要】:铬作为一种重要的工业原料,在工业生产中有着广泛的应用,但铬及其化合物尤其是六价铬均有毒性,能在人体内积累且毒性持续时间长,具有极大的危害性。工业生产中产生的含铬废水进入地下水中,造成地下水的严重污染,地下水污染问题亟待解决。 本文通过实验系统研究了粉煤灰和人造沸石的改性方法,确定了改性液的浓度、用量、浸泡时间和吸附容量等主要技术参数,分析了接触时间、吸附剂用量和pH值等因素对除铬效果的影响,对吸附剂改性前后的结构进行了表征,初步探讨了其吸附作用机理。 结果表明:通过改性,粉煤灰和人造沸石均有较好的吸附效果。采用0.5mol/L硫酸浸泡粉煤灰,3h后可将初始六价铬浓度为5mg/L的水样处理达标。人造沸石分别以0.2mol/L的硫酸亚铁溶液、20%的氯化铝溶液和0.08g/g的壳聚糖进行改性,均可在2h之内将5mg/L的六价铬溶液处理达标。扫描电镜结果显示,改性后粉煤灰和人造沸石的孔隙度明显提高,比表面积明显增大。由能谱分析可得,改性后的人造沸石中Al含量明显增加,可推测吸附主要是依靠人造沸石骨架结构中带有负电荷的[AlO_(4)]~(5-)四面体单元对六价铬的静电吸附作用以及物理吸附作用。 同时,采用Langmuir和Freunlich吸附等温模型对粉煤灰和沸石吸附体系进行了拟合,硫酸改性粉煤灰、硫酸亚铁和氯化铝改性人造沸石均符合Langmuir和Freunlich吸附等温模型,壳聚糖改性人造沸石符合Langmuir吸附等温模型,其饱和吸附容量分别为22.37mg/g、2.358mg/g、5.624mg/g和19.802mg/g。


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