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活性炭吸附法處理含鉻電鍍廢水探討

發(fā)布時間:2021-06-17點擊:次

1 前言

在電鍍生產(chǎn)中,尤其是在鍍鉻及各種鉻酸鈍化處理時,產(chǎn)生大量的含鉻廢水。對重金屬廢水的處理,只能是轉(zhuǎn)移金屬存在的位置或轉(zhuǎn)變其物理和化學(xué)形態(tài),采用活性炭吸附法處理含鉻電鍍廢水。當含鉻廢水pH值控制在3~4.5之間時,利用活性炭具有的物理吸附,化學(xué)吸附、化學(xué)還原等特性,能有效地吸附廢水中的六價鉻,使含鉻電鍍廢水得到凈化。

2 工藝流程

工藝流程主要包括活性炭預(yù)處理(對新炭),廢水過濾→Cr6+被吸附→凈化,以及活性炭再生處理等三個部分。

2.1 活性炭及廢水預(yù)處理

預(yù)處理工藝包括活性炭和廢水兩個因素,其目的是提高對廢水中六價鉻的吸附力。對于顆粒狀活性炭新材料,其pH值介于5~7之間,如果不進行酸化預(yù)處理,就會降低除鉻效率。經(jīng)過試驗,未經(jīng)預(yù)處理的活性炭其除鉻率(Cr6+)只有60%左右,經(jīng)預(yù)處理后其除鉻率可達79%。

新活性炭預(yù)處理是采用5%H2SO4液在炭柱內(nèi)浸泡8h,然后用水洗干凈,可滿足酸化條件,用于生產(chǎn)運轉(zhuǎn)。

根據(jù)實踐經(jīng)驗,含鉻廢水pH值在3~4.5之間,吸附效果較佳。當pH>5時,吸附效果顯著下降。在堿性條件下六價鉻根本不被吸附,當pH≤2時,也不能吸附。

一般鍍鉻或各種金屬件鉻酸鈍化工藝中漂洗產(chǎn)生出的廢水,Cr6+濃度約在(40~100)mg/L之間,pH值在3.5~6范圍內(nèi)。當廢水pH值在5~6之間時,須用5%H2SO4溶液進行預(yù)調(diào)處理,以滿足Cr6+被吸附的條件。

2.2 吸附原理

活性炭具有的性質(zhì)就是能夠吸附廢水中重金屬離子(Cr6+)或?qū)r6+還原為Cr3+,從而達到回用或使廢水凈化的目的。

2.2.1 物理吸附作用

活性炭具有非常多的微孔結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積,通常,1g活性炭的表面積達(700~1700)m2,因而具有很強的物理吸附力,能有效地吸附廢水中的六價鉻離子(Cr6+)。

2.2.2 化學(xué)吸收作用

活性炭的化學(xué)吸收功能是在其制造活化過程中形成的,如炭表面有羧基(—COOH)、羥基(—0H)、羰基(=C-O)等含氧官能團,它們都具有靜電吸附功能,能與Cr6+產(chǎn)生化學(xué)吸附,反應(yīng)如下:

RC-OH+Cr2O2-7→RC-O-…H+…Cr2O2-7

2.3 化學(xué)還原作用

活性炭在強酸性條件下的還原反應(yīng)是一步重要過程,即使Cr6+還原為Cr3+,其反應(yīng)如下:

3C+2Cr2O2-7+16H+→3CO2↑+4Cr3++8H2O

C+Cr2O2-7+12H+→CO↑+2Cr3++6H2O

我們波濤活性炭廠家認為,在活性炭凈化處理機制中活性炭對廢水中Cr6+的吸附凈化過程,實際是綜合條件作用結(jié)果。

3 再生液的綜合利用

目前,許多企業(yè)采用酸再生法將被解收的Cr2O3溶液供皮革行業(yè)作鞣革用,或?qū)r2O3用來制備綠色拋光膏原料,這些都是綜合利用的有效方式。特別是做拋光膏,用途廣泛,如金屬研磨、金屬拋光、鍍鉻層拋光等,是大有發(fā)展前途的綜合利用方式。

總而言之,不論用何種方法處理,其回收液須嚴格控制,防止流失,否則將會造成二次污染。

4 活性炭材料的選用

活性炭不僅有粉狀和顆粒狀,而且型號品種繁多。其原因主要取決于孔隙結(jié)構(gòu)及其表面能。研究認為,活性炭內(nèi)部孔徑不同,其吸附功能也不一樣。一般來說,作為氣相吸附的活性炭,是以物理吸附為主。被吸附的物質(zhì)分子直徑小,擴散速度快,因此選用微孔<15~20A較有效。用于液相的活性炭,則要求有較大的微孔18~25a,這是因為液相吸附效果受溶質(zhì)的性質(zhì)、濃度、濕度、接觸時間、擴散速度和pH值等多種因素的影響。活性炭的大孔(直徑大于30A)亦很重要,因為它能提供通道使溶質(zhì)分子能迅速到達炭內(nèi)部微孔。要使活性炭有效利用,則微孔隙度和大孔隙須有個平衡。

用于含鉻廢水處理的活性炭,其比表面積大多在1000m2/g左右,活性炭孔徑為18~25a,顆粒大小在20~60目之間。

5 結(jié)論

經(jīng)過多年的實踐表明,用活性炭法處理含鉻電鍍廢水具有技術(shù)可靠、處理效率高、運行費用相對低廉等優(yōu)點,但存在廢水處理前的pH值預(yù)調(diào),出水pH值偏低(一般在4~5之間)、處理材料、設(shè)備技術(shù)參數(shù)選擇較復(fù)雜等問題,要求應(yīng)用單位預(yù)先進行相關(guān)的適宜性試驗,這也是目前國內(nèi)應(yīng)用不廣泛的主要原因,但仍是一項有發(fā)展?jié)摿Φ碾婂儚U水處理技術(shù),值得進一步研究、推廣。

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