文献综述
1.课题研究现状及发展趋势
铬已被规定为我国优先控制的重金属污染物质之一,主要来源于电镀、冶金、制革、印染和化工等行业排放的三废[1]。铬离子在水体中的主要存在形式分为Cr(Ⅲ)和 Cr(Ⅵ)两种。与 Cr(Ⅲ)相比,Cr(Ⅵ)的毒性更强,被人体吸收会引起胃疼、恶习、腹泻、呕吐、肝癌等疾病。[2]我国环保法律、法规中已明确提出工业生产废水中 Cr(Ⅵ)最高浓度为 0.5mg/L,总铬的浓度不得超过 1.5 mg/L,饮用水标准中 Cr(Ⅵ)浓度小于 0.05mg/L。严格的排放标准以及极大的危害性提高了对含铬废水的处理要求。
目前常用的含铬离子处理方法有化学沉淀法、离子交换法、膜分离法、光催化法、电化学法、生物化学法以及吸附法。
杜皓明[3]用化学沉淀法把电镀废水中的六价铬离子还原成三价铬离子,通过不断加入碱性物质对 pH 值进行调节,使三价铬离子与氢氧离子发生化学反应,生成氢氧化铬,在试剂中产生絮凝状沉淀。化学法一次投资少,操作简单,工艺改革容易,是当前使用比较广的一种工艺。
唐树和[4]用 201times;7 碱性较强阴、带有负电荷基团的交换树脂对废水中 Cr(VI)表现出良好的交换性能,结果表明,该树脂去除含 Cr(VI)废水取得了极好的效果。离子交换法是利用交换剂带有的可交换基团与溶液中的离子发生不同程度的离子交换反应达到去除溶液中重金属的方法。使用带有负电荷基团的树脂,能够有用地去掉水溶液中的Cr(VI),借助带有正电荷基团的树脂可去掉溶液中的 Cr(III)或别的金属离子。
李梦琦[5]等采用电絮凝-膜分离反应器( ECMR) 对含铬废水进行研究。讨论了电化学参数和水质条件对 Cr(VI) 去除的影响,对比了 ECMR 和 EC-UF 抑制膜污染的作用机制。结果表明,在电流密度 J = 55 A·m -2、初始浓度 C( Cr6 ) = 40 mg·L -1、初始 pH = 3、电解时间 60 min、水力停留时间 20 min 条件下,ECMR 出水总 Cr 去除率达到 99. 2% ,废水中 Cr(VI) 的去除率达到 99. 4% 。同时发现 ECMR 膜通量优于 EC-UF,通量高出近 15% ,ECMR 装置不但能够充分利用电絮凝中的电场和气浮作用,进一步强化减缓膜污染,而且可以使装置系统更加紧凑,节省占地空间。
张晓辉[6]等针对实验室六价铬废水选取焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸亚铁、氯化亚铁 五种常见的还原剂进行处理研究。焦亚硫酸钠在 pH = 2. 5 的条件下处理效果最佳,六价铬的去除率达到 99. 84% ; 亚硫酸钠在 pH = 2. 0 的条件下处理效果最佳,对应的去除率达到 99. 06% ; 硫代硫酸钠在 pH = 2. 0 的条件下处理效果最佳,去除率达到 99. 28; 硫酸亚铁和氯化亚铁在反应溶液 pH 为 2 ~ 3 的条件下去除效果相差不大,两者的去除率都达到 100% 。
刘攀[7]等人介绍了藻类和微生物吸附剂在含六价铬废水处理方面的应用。微生物对 Cr(VI)的生物吸附被广泛研究。Ainane[8]等用未改性和经盐酸改性的褐藻 Bifurcaria bifurcata 处理含 Cr(VI)废水,其吸附量分别为 23.4 mg/g 和 29.3 mg/g,即改性提高了该褐藻的吸附性能。Javadian 等研究指出,盐酸改性褐藻 Sargassum bevanom 也是一种合适的 Cr(VI)吸附剂。Alam[9]等研究表明,干葡萄球菌和活葡萄球菌对 Cr(VI)的吸附量分别为 21.2 mg/g 和 24.9 mg/g,其中干葡萄球菌对 Cr(VI)的吸附符合 Freundlich 模型,而活葡萄球菌对 Cr(VI)的吸附更适合用 Langmuir 模型来拟合。陈丽杰[10]等采用响应面分析方法优化絮凝酵母对 Cr(VI)的吸附,最优条件下实测 Cr(VI)的去除率达 93.06% 。
电解法[11]处去除水体中的 Cr(Ⅵ)是指以铁板作为阴极和阳极,在直流电的作用下,阳极会产生 Fe2 ,在酸性溶液中,Fe2 能使 Cr(Ⅵ)还原为 Cr(Ⅲ)。在电极反应的不间断进行中,H 开始减少导致溶液的 p H 增大,促使原本呈酸性的溶液变成碱性,而 Cr(Ⅲ)则会以生成的氢氧化物沉淀形式从溶液中被分离出来。
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