非鉻鞣廢水沉淀物吸附劑制備及其除鉻的可行性研究.pdf

1、在制革行業(yè)中，含鉻廢水主要來源于鞣制部分，對于該部分廢水，常采用化學沉淀法來回收利用廢水中的鉻。加堿沉淀后，能夠去除廢水中98％的鉻，但剩余廢水中仍含有少量的鉻，使得出水很難達標。因此，對于加堿沉淀后的低濃度含鉻廢水，需要進一步處理，才能達到國家排放標準(Cr(Ⅵ)＜0.1mg/L，總鉻＜1.5mg/L)。
　　 對于低濃度含鉻廢水，常用的處理方法有離子交換法、膜分離法、吸附法等，但這類方法因成本較高，較難在我國大多數(shù)企業(yè)中推廣

2、并應用。近年來，許多學者用各種廉價的材料來作為吸附劑處理廢水中的重金屬離子，并取得了一定的效果。鋯、鋁鞣制或多金屬結(jié)合鞣制是近年來替代鉻鞣、賦予成品革的特有屬性的一類鞣制工藝，目前已經(jīng)逐漸在企業(yè)中得到應用。該部分廢水在經(jīng)過沉淀處理過程后產(chǎn)生的廢棄物主要成分為各種金屬的氫氧化物。
　　 本課題以非鉻鞣廢水中的廢棄物為目標，針對加堿沉淀處理后的低濃度鉻鞣廢水，利用非鉻鞣廢水沉淀物將其進行改性或直接作為吸附劑處理低濃度含鉻廢水，研究其

3、對Cr3+的吸附性能。制備的吸附材料主要為Zr(OH)4、Al(OH)3、ZrO2、Al2O3-TiO2以及實際鞣制廢水沉淀物，分別用上述幾種材料作為吸附劑，以Cr3+作為目標污染物，通過對吸附劑的表征和吸附實驗結(jié)果，研究上述材料對Cr3+的吸附特性，得出如下結(jié)果。
　　 (1)Zr(OH)4和ZrO2對Cr3+的吸附
　　 制備的材料Zr(OH)4的XRD分析表明，500℃燒結(jié)3h后可以完全轉(zhuǎn)變成ZrO2。
　　

4、 Zr(OH)4和ZrO2對Cr3+的吸附量隨著溫度的升高而增大，吸附過程均符合Freundlich等溫吸附模型;25℃，在實驗條件下，Zr(OH)4和ZrO2對Cr3+的吸附量分別可達81.30mg/g和126.7mg/g，在吸附60min左右基本達到吸附平衡，吸附動力學可以利用二級動力學方程進行擬合;Na+、Ca2+在吸附過程中與Cr3+產(chǎn)生競爭作用而降低Cr3+的吸附效率;在pH＜4.0時，Cr3+的去除主要為吸附作用，當pH＞

5、4.0時，Cr3+的去除為沉淀和吸附的混合過程。材料吸附Cr3+前后的SEM-EDS分析表明，吸附劑表面的OH等陰離子基團在吸附過程中發(fā)揮主要作用。
　　 (2)Al(OH)3對溶液中Cr3+的吸附
　　 25℃，在實驗Cr3+濃度范圍內(nèi)，Cr3+的最大吸附量為49.29mg/g，并且吸附量隨著溶液濃度的升高而增大，吸附屬于多層吸附，吸附動力學可用二級動力學方程擬合。吸附過程容易受到pH的影響，在pH=7-8時，Cr3+

6、的去除率較高;鹽離子Na+、Ca+對Cr3+的吸附過程存在不同程度的競爭抑制作用，且Ca2+的抑制作用要強于Na+;去除實際鉻鞣廢液中的Cr3+時，在使用相同吸附劑用量處理相同濃度的Cr3+溶液時，Cr3+的去除率偏低，其原因是實際鉻鞣廢水的成分復雜，其中的雜質(zhì)成分會與Cr3+產(chǎn)生競爭吸附。
　　 (3)Al2O3-TiO2對溶液中Cr3+的吸附
　　 合成的三種Al2O3-TiO2、Al2O3-ZrO2、ZrO2-Ti

7、O2吸附劑中，Al2O3-TiO2對Cr3+的吸附效率較高，且在pH=6-10時，Al2O3-TiO2對Cr3+具有比較穩(wěn)定的吸附去除效率。溶液中Na+對Cr3+的吸附過程有一定的的抑制作用，Ca+的存在則會促進Al2O3-TiO2對Cr3+的吸附。用H2SO4溶液對已吸附了Cr3+的吸附劑進行脫附，脫附再生三次后，Al2O3-TiO2對Cr3+仍具有較高的吸附能力。
　　 (4)實際鞣制廢水沉淀物對溶液中Cr3+的吸附

8、　　 實際鞣制廢水沉淀物的XPS、XRD及FTIR分析表明，沉淀物主要由Al(OH)3，Al2O3，ZrO2和一些有機物組成，燒結(jié)后變?yōu)锳l2O3，ZrO2和有機物。
　　 沉淀物燒結(jié)前后對Cr3+均具有一定的吸附效果，燒結(jié)后的沉淀物對Cr3+的吸附量略有降低，對Cr3+的吸附為吸熱反應。Cr3+吸附過程可以用Langmuir方程和二級動力學方程進行很好的擬合。隨著pH值的升高，Cr3+的去除率逐漸增高，當pH=7.0時達到最