F.F复合分子筛去除工业废水中的重金属离子.docx

F. F复合分子筛去除工业废水中的重金属离子姜英杰产品简介F.F复合分子筛，采用进口非金属晶核材料和优质含水铝硅酸盐材料，经物 理、化学的特殊改性复合而成，具有独特的晶体化学结构，拥有离子交换，高效 选择性吸附、催化、耐酸、耐热、耐辐射等优异的性能和环境属性。基础原理是 依据不同的范德华力和离子强度的大小，对分子和离子进行吸附和交换，可有效 去除水中重金属、铁、锦、氟、珅、硫、磷、氨氮、氯仿、三氯乙烷、苯醍、苯 胺、挥发酚、硬度、浊度、色度、异味、及放射性粒子等。F.F滤料孔隙度高、比外表积大、容重小、不板结、能反复再生，寿命长达 三十年以上，永远不需更换，而且有越用越好的趋势，无任何有害物质溶出。去 除极性有机物远高于活性炭，综合去除污染物的能力是国外KDF的数十倍。可以 说F.F是目前应用在水处理中去除污染物最全面、最好的、最经济的新型材料。 处理工业废水中的重金属离子工业废水中主要含有Cu，Zn2 Cd，Ph?+等重金属离子。目前，我国多采 用化学沉淀法处理含重金属离子的废水，但由于不同重金属离子生成氢氧化物沉 淀时的最正确pH值不同，以及某些重金属离子可能与溶液中其他离子形成络合物 而增加了它在水中的溶解度，所以处理效果并不理想；另外，重金属离子在碱性 介质中生成的氢氧化物沉淀，一局部会在排放中随pH值的降低而重溶于水，也 使处理效果不理想。本文介绍了 F.F复合分子筛在静态和动态条件下，通过对水中Cu2 Zn2 Cd2 Ph?+的吸附研究，探讨了它们的吸附机理和F.F处理工业废水中重金属离子 的可行性，取得良好效果，并介绍了在工业废水处理中的实际的应用效果。1 .试验静态交换法:称F.F25g,加入50mL含量重金属离子Cu"、Zn2 Cd2+ 、Pb2+ 的标准溶液。用HCI调节含Cu2 Zn2'； Cd2+ 、Pb2+ 离子溶液的pH为5. 0,在 25下，每隔lh用振荡器上下振动35min, 3h后，采用电感耦合等离子体原子 发射光谱法测定溶液中各离子含量，并求其交换容量。L2动态交换法：在中=32mm离子交换柱中装入F.F50g,操作温度为25,控 制流速为46m/h,分别进行Cu/ Zn/ Cd2+ . Pb2+的单离子体系和Cd、Zr?、 Cd2+ 、Pb2+混合离子体系动态交换实验，测定溶液中各离子交换容量。2 .结果与讨论. 1 pH值对重金属离子去除率的影响F.F的吸附时间为3h,在25下，取浓度为50mg/L的取2+、Zn2 Cd2+、Pb2+溶液50mL,加入50mgF. F,考察不 同pH值对溶液中Cu，Zn2 Cd2+ 、Pb2+重金属离子去除率的影响。当p H< 3.0时，各离子的去除率下降，这是由于氢离子竞争作用的结果；pH<4.0时， 沸石对 Cu- Zn2 Cd2+ 、Pb2+ 吸附增加,Cu2 Zn2 Cd2+ 、Pb2+ 的去除率 显著增大；当p H<6. 0时，沸石对Cu2 Zn2 Cd2+ > Pb2+的去除率接近100%, 并开始出现沉淀；本试验选用pH值为5. 0。2 . 2不同交换方法的影响 采用静态交换法测定溶液中各重金属离子交换容 量，结果见表1。由表1可知，F.F对重金属离子的交换顺序为：Pb>Cd>Zn >Cu,其交换容量与重金属离子的半径成正比。表1 F.F对重金属离子的静态交换性能交换液浓度/ (mg/L)33503100550010000重金属离子Cu2+Zn2+Cd2+Pb2+交换容量/ (mg/g)10.4610.7320.0544.312采用动态交换法测定溶液中各重金属离子交换容量，结果见表2。由表2可 知，动态条件下的单离子体系和混合离子体系中，在交换液浓度比静态交换液低 的情况下，其交换容量反而比静态交换容量高，更有利于离子交换反响的进行。表2F.F对重金属离子的动态交换性能体系动态交换参数Cu2+Zn2+Cd2+Pb2+单离子交换液浓度/ (mg/L) 交换容量/ (mg/l)45025.3355025.8475044.371600113.09混合离子交换液浓度/ (mg/L)4504506001500交换容量/ (mg/l)12.5615.5117.0896.343 .3 温度的影响 在动态条件下，分别进行了不同温度对重金属离子Cu， Zn2 Cd2+ 、Pb?'交换性能的影响实验，考察了不同温度下重金属离子的交换率。 结果说明，升高温度有利于离子交换反响的进行。4 .4 F.F再生试验 分别取50gF. F与100mL混合重金属离子使用液，振荡 吸附，进行静态交换反响试验，然后用Imol/LHCl和饱和NaCl (体积比1:1)混 合溶液洗脱，重复操作进行F.F使用寿命试验，经过6周期试验，F.F的吸附性 能没有变化。3 .试验结论.在温度为25、吸附时间为3h、浓度分别为50mg/L的Cu/ Zn2 Cd2+ 、 Pb2+溶液中，经F.F吸附后，4种重金属离子的去除率均大于98%。1 .在同一条件下，F.F对重金属离子的交换顺序为：Pb>Cd>Zn>Cu,其交 换容量与重金属离子的半径成正比。2 .在弱酸性条件下，吸附效果较好；F.F吸附Cd、Zn/ Cd2+ , Pb2+后，经 解洗脱附再生处理后可重复使用。3 .工程实例浙江海盐自攻钉电镀厂主要产品为紧固件镀锌，所用原料主要是锌板、工业 硫酸、片碱、盐酸、氧化钠。目前，电镀厂用水量约lOOn？/d。车间内产生的电 镀废水经处理后排入杭州湾。电镀生产工艺流程如下：海盐电镀废水包括前处理废水共分3类：源于镀件的除油和酸洗，废水中主 要含油，酸性较强；镀层漂洗水，源于镀锌漂洗，废水中主要含CN, Zn2+等， pH值接近中性；后处理废水，主要源于钝化后的漂洗水，废水中主要含Cr* pH 值呈酸性。废水处理工艺流程如下：各类废水经车间隔油、还原、调节及破氟处理后进入中和池加酸中和，通过 沉淀处理后进入清水池，然后经交换池F.F交换，除去大量重金属离子后排放。 对无机类重金属离子的处理结果见表3o无机类重金属离子处理结果重金属离子进水浓度/ (mgL-1)出水浓度/ (mgL-1)去除率/%Cu2+77. 82. 297. 2Zn2+130. 23. 497. 3Cd2+65. 11. 697. 5Pb2+32. 52. 193. 5通过实际运行证明，F. F可以有效地除去工业电镀钝化漂洗水中的Cu2 Zn2 Cd2+ 、Pb"等重金属离子，处理后水中重金属离子含量均低于国家规定的排放 标准。此工艺具有本钱低、设备简单、操作方便等优点，可连续不间断地运行， 既不产生二次污染，又可通过解吸回收重金属，社会效益和经济效益显著，适合 我国的大、中、小电镀厂使用。