1. 研究目的与意义
近年来随着我国水环境污染的日益加剧,铅、铬离子在水体中的含量也快速在快速上升,含重金属离子的废水如果不经处理就排放入自然环境中,不仅将严重地危害人类及各类生物赖以生存的水资源,而且通过水或土壤等途径的传递重金属离子还将被动植物吸收并参与到食物链的循环,从而在动植物体内积累,最终危害人类的身心健康。
对水体中铅、铬离子的去除研究,具有重要的理论和实际意义。
在各种去除水体中重金属离子的方法中,吸附方法具有应用简便,去除效果好等特点,特别适合于对水体中的重金属离子污染进行应急处置。
2. 国内外研究现状分析
随着地球环境的不断恶化和资源不断的过量开采和利用,产生了越来越严重的大气污染和水污染问题,在这些种类繁多的污染物中,人们最为关注的又是进入自然界后难以降解的有三致作用、对人体健康或生态环境构成重大威胁的物质,其中重金属离子就是典型的三致物质,这一类物质进入自然环境,特别是水环境中,将对人体的健康构成重大威胁。因此,水环境中这类物质的净化和处理具有十分重要的意义。
上世纪六七十年代,人们对含铬废水进行治理的研究和实践就已经开始。且化学方法在早期的研究和使用中占据着主流,像fes还原法,fes<v:shape style="width: 12pt; height: 15.75pt;" id="_x0000_i1026" type="#_x0000_t75" equationxml='12o4'> 还原法等;此后,如活性炭吸附法,离子交换法等物理化学方法也逐渐开始研究并投入使用。含铬废水的治理从原理上主要可分为2类:一是改变铬存在形态,使其转为不溶解或难溶解的金属化合物,再行去除,如化学法、电解法、电化学还原法等;二是不改变铬存在形态,直接将其从废水中去除,如离子交换法、膜分离法、吸附法等。其中,吸附法因操作简单、投资省、处理效果好而颇受重视。
电镀废水是常见的含cr(Ⅵ)废水,利用活性炭吸附处理含cr(Ⅵ)废水具有设备简单、占地面积小、投资小、处理费用低等特点。竹炭是一种新型的吸附剂,可用于气体的吸附和废水的净化。李巧玲等选用福州黑金刚炭业有限公司提供的经过近1000℃高温煅烧的毛竹竹炭,竹炭对cr(Ⅵ)吸附的饱和吸附量达到46.1mg/g。程捷利用竹子加工的下脚料制备竹活性炭,研究了其对cr(Ⅵ)吸附的饱和吸附量约为6mg/g,王桂仙利用浙江富来森竹炭有限公司提供竹炭(条状)粉碎成竹炭粉对cr(Ⅵ)吸附的饱和吸附量为27.8mg/g。从张启伟,王桂仙等的研究可知,使用不同品种的竹材在不同烧制工艺和粉碎工艺获得的竹炭,对金属的吸附能力不同,但低温竹炭对废水中cr(Ⅵ)的吸附净化鲜有研究,而竹炭经高温煅烧和强氧化剂氧化2步改性,在弱酸条件下就可对cr(Ⅵ)产生较好吸附,这对于利用竹炭对含cr(Ⅵ)废水进行吸附处理无需进行先酸化预处理有一定意义。李湘洲分别用<v:shape style="width: 62.25pt; height: 15.75pt;" id="_x0000_i1028" type="#_x0000_t75" equationxml='12hno3路h2so4'> 以及<v:shape style="width: 26.25pt; height: 15.75pt;" id="_x0000_i1030" type="#_x0000_t75" equationxml='12hno3'> 加乙酸铜溶液对活性炭进行了表面改性处理,并研究了改性方法处理后的活性炭对cr(Ⅵ)的吸附性能,结果表明改性后的活性炭表面羧基显著增加,对cr(Ⅵ)的吸附性能也有所提高。陈立丰采用活性炭处理电镀废水中的cr(Ⅵ),并测定了间歇法和流动试验条件下的吸附平衡时间、最佳ph以及吸附等温线。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
1)不同竹炭投加量对铅、铬离子混合溶液的吸附性能影响;
2)不同粒径竹炭对铅、铬离子混合溶液的吸附性能影响;
4. 研究创新点
重金属污染治理可以改变铬存在形态,使其转为不溶解或难溶解的金属化合物,再行去除,如化学法、电解法、电化学还原法等;也可以不改变铬存在形态,直接将其从废水中去除,如离子交换法、膜分离法、吸附法等。
其中,吸附法因操作简单、投资省、处理效果好而颇受重视。
活性炭改性后在治理重金属污染领域有其独特的优越性。
