强化硫酸亚铁混凝去除印染废水中锑污染研究
发布时间：2020-06-03 03:55
【摘要】：近年来,印染行业锑(Sb)污染问题被广泛关注。含锑化合物作为纺织原材料生产常用催化剂,会在印染过程释放进入水体,危害环境及人体健康。因此,开发经济高效的印染废水除锑技术具有重要意义。本研究针对印染废水高浓度锑污染现状,以硫酸亚铁混凝剂为基础,进行了强化混凝除锑工艺的研究。一方面,探究氢氧化钙强化硫酸亚铁混凝除锑的效能及机理;另一方面,研究高锰酸钾氧化硫酸亚铁原位产生的新生态铁锰对废水中锑的强化混凝去除效果及机制。主要研究结果如下:1、通过对钙强化混凝除锑工艺参数优化,确定其最佳参数为:终pH为6,投加量是75mg·L~(-1)(以Fe计)。此时,对2000μg·L~(-1)锑废水去除率为96.24%。共存物质对钙强化混凝的影响研究表明,pH=6和pH=8条件下,助凝剂PAM、Cl-、活性染料和分散染料对钙强化混凝除锑几乎没有影响,但PAM具有加速沉淀效果;硫酸盐在一定程度上降低了锑去除率;磷酸盐的存在会明显抑制除锑效果。2、通过单纯硫酸亚铁混凝和预制水解产物吸附除锑的对比实验及SEM、FTIR、XPS等表征手段的分析,结果表明硫酸亚铁混凝除锑主要以吸附作用为主,且锑与水解产物表面的羟基发生内层络合;钙强化硫酸亚铁混凝除锑的原因包括:钙离子使碱性条件下水解产物表面正电荷增加,使带负电的锑酸根离子更易吸附到铁(氢)氧化物表面;碱性条件下钙离子与水解产物可能生成了FeO-Ca-OSb三元络合物,除锑更加高效稳定。3、针对新生态铁锰强化混凝除锑工艺,确定其最优参数为:终pH=6,Mn、Fe投加量分别为4.91 mg·L~(-1)(以Mn计)和20mg·L~(-1)(以Fe计),慢搅时长为10min,此时锑去除率为95.40%。实验发现,高浓度PAM和染料不会明显降低锑去除率;硫酸盐、磷酸盐对锑去除抑制明显;而碱性条件下Ca(OH)_2 促进新生态铁锰除锑。4、实验对比发现,新生态铁锰(KMn0_4-FeSO_4)较单独的Mn0_2、Fe~(2+)、Fe~(3+)、陈化铁锰(KMn0_4-Fe_2(S0_4)_3)以及新生态铁(H_20-2-FeS0_4)混凝除锑具有更强的除锑效果,证明了硫酸亚铁和高锰酸钾反应生成的新生态铁和新生态锰具有较好的协同除锑效果;在pH=5和6时,新生态铁锰除锑的吸附作用贡献占比分别为96.19%和98.56%,锑几乎全部由吸附作用去除,在中性及碱性范围内,有一定共沉淀作用贡献;新生态铁锰水解产物的表面基团和组分分析结果表明锑是通过与铁锰氧化物表面的羟基结合实现去除的。
【图文】：
Ｓｂ（ＯＨ）６—或者Ｓｂ０３＿的形式存在。强酸范围内则以Ｓｂ０２＋形式存在。如图１－１所逡逑示［１９］，从热力平衡角度预测，锑在好氧系统中主要以Ｓｂ（Ｖ）形式存在，而在缺氧逡逑系统中以Ｓｂ（ＩＩＩ）形式存在。但研究表明，不仅在好氧环境中有Ｓｂ（ＩＩＩ）的存在，某逡逑些缺氧环境中也有Ｓｂ（Ｖ）存在，甚至锑还能与水体中ＥＤＴＡ等有机物形成配合物。逡逑而在印染废水中，锑主要以五价锑（Ｓｂ（Ｖｐ的阴离子形式存在［６］。逡逑（ａ）邋１００邋ｒ￣逦逦逦邋（ｂ）邋１００邋逦逡逑８０邋＇＇邋二邋８０逡逑Ｓ邋＼邋ｐ－ｉｓｂｆＯＨｙ逦Ｉ逦［Ｓｂ0２］－逡逑＼邋６０逦｜邋６０逦［Ｓｂ（ＯＨ）３Ｉ逡逑Ｓ邋４０逦§邋４０逦ＩＨＳｂ0２］逦＼逡逑／Ｖ－［Ｓｂ＿邋Ｐ邋Ｊｔ－（0Ｈ）２ｒ邋＼逡逑＾逦八逡逑１逦２逦３逦４逦５逦６逦７逦８逦０逦２逦４逦６逦８逦１０逦１２逦１４逡逑ｐＨ逦ｐＨ逡逑图１－１不同ｐＨ下Ｓｂ的形态
本节通过以Ｃａ（ＯＨ）２和ＮａＯＨ两种调碱介质分别调节水体ｐＨ，对比Ｃａ（ＯＨ）２逡逑强化硫酸亚铁和单纯硫酸亚铁的除绨效果及溶液中的剩余铁浓度，结果分别如图逡逑３－１、图３－２所示（反应条件：Ｓｂ初始浓度：２０００肫N＇邋ＦｅＳ０４投量Ｍｍｇ’Ｌ、以逡逑卩６计），１３00１７＜１１１１１１＝２１１１丨１１，１：１0（＾／？１；１１＝２0１１１１１１，静置沉淀３0１１１丨１１，水温：２５°（：）逡逑ｌｏｏ邋ｐ逦７逡逑Ｉ：逦－一逡逑８邋Ｔ０邋－逦＼逡逑茶．逦＼逡逑Ｉ逦＼逡逑Ｓ邋５０邋？逦＼逡逑＾逦ＮａＯＨ逦＼逡逑４0邋＇逦—－Ｃａ（ＯＨ＞２逡逑３０邋－逦、＾逡逑２Ｑ邋１逦v徨巍峰危垮巍鲥危慑巍鲥危慑巍鲥危垮巍鲥危垮巍鲥魏阱义希靛危跺危峰危稿危瑰危保板危保卞义希穑儒义贤迹常卞澹穑缺浠暗骷罱橹识裕樱猓ǎ郑┤コЧ挠跋戾义希疲椋纾澹常卞澹牛妫妫澹悖翦澹铮驽澹穑儒澹幔睿溴澹幔洌辏酰螅簦椋睿珏澹恚幔簦澹颍椋幔欤箦澹铮铄澹颍澹恚铮觯幔戾澹铮驽澹樱猓ǎ郑╁义嫌赏迹常笨芍芤海穑仍诹蛩嵫翘コ樱猓ǎ郑┕讨杏跋旖洗蟆Ｈ芤海穑戎靛义洗樱翟黾拥剑兜墓讨校宦凼且裕危幔希然故且裕茫幔ǎ希龋沧魑鹘诮橹剩嗳コ义下示黾
本文编号：2694258
【图文】：
Ｓｂ（ＯＨ）６—或者Ｓｂ０３＿的形式存在。强酸范围内则以Ｓｂ０２＋形式存在。如图１－１所逡逑示［１９］，从热力平衡角度预测，锑在好氧系统中主要以Ｓｂ（Ｖ）形式存在，而在缺氧逡逑系统中以Ｓｂ（ＩＩＩ）形式存在。但研究表明，不仅在好氧环境中有Ｓｂ（ＩＩＩ）的存在，某逡逑些缺氧环境中也有Ｓｂ（Ｖ）存在，甚至锑还能与水体中ＥＤＴＡ等有机物形成配合物。逡逑而在印染废水中，锑主要以五价锑（Ｓｂ（Ｖｐ的阴离子形式存在［６］。逡逑（ａ）邋１００邋ｒ￣逦逦逦邋（ｂ）邋１００邋逦逡逑８０邋＇＇邋二邋８０逡逑Ｓ邋＼邋ｐ－ｉｓｂｆＯＨｙ逦Ｉ逦［Ｓｂ0２］－逡逑＼邋６０逦｜邋６０逦［Ｓｂ（ＯＨ）３Ｉ逡逑Ｓ邋４０逦§邋４０逦ＩＨＳｂ0２］逦＼逡逑／Ｖ－［Ｓｂ＿邋Ｐ邋Ｊｔ－（0Ｈ）２ｒ邋＼逡逑＾逦八逡逑１逦２逦３逦４逦５逦６逦７逦８逦０逦２逦４逦６逦８逦１０逦１２逦１４逡逑ｐＨ逦ｐＨ逡逑图１－１不同ｐＨ下Ｓｂ的形态
本节通过以Ｃａ（ＯＨ）２和ＮａＯＨ两种调碱介质分别调节水体ｐＨ，对比Ｃａ（ＯＨ）２逡逑强化硫酸亚铁和单纯硫酸亚铁的除绨效果及溶液中的剩余铁浓度，结果分别如图逡逑３－１、图３－２所示（反应条件：Ｓｂ初始浓度：２０００肫N＇邋ＦｅＳ０４投量Ｍｍｇ’Ｌ、以逡逑卩６计），１３00１７＜１１１１１１＝２１１１丨１１，１：１0（＾／？１；１１＝２0１１１１１１，静置沉淀３0１１１丨１１，水温：２５°（：）逡逑ｌｏｏ邋ｐ逦７逡逑Ｉ：逦－一逡逑８邋Ｔ０邋－逦＼逡逑茶．逦＼逡逑Ｉ逦＼逡逑Ｓ邋５０邋？逦＼逡逑＾逦ＮａＯＨ逦＼逡逑４0邋＇逦—－Ｃａ（ＯＨ＞２逡逑３０邋－逦、＾逡逑２Ｑ邋１逦v徨巍峰危垮巍鲥危慑巍鲥危慑巍鲥危垮巍鲥危垮巍鲥魏阱义希靛危跺危峰危稿危瑰危保板危保卞义希穑儒义贤迹常卞澹穑缺浠暗骷罱橹识裕樱猓ǎ郑┤コЧ挠跋戾义希疲椋纾澹常卞澹牛妫妫澹悖翦澹铮驽澹穑儒澹幔睿溴澹幔洌辏酰螅簦椋睿珏澹恚幔簦澹颍椋幔欤箦澹铮铄澹颍澹恚铮觯幔戾澹铮驽澹樱猓ǎ郑╁义嫌赏迹常笨芍芤海穑仍诹蛩嵫翘コ樱猓ǎ郑┕讨杏跋旖洗蟆Ｈ芤海穑戎靛义洗樱翟黾拥剑兜墓讨校宦凼且裕危幔希然故且裕茫幔ǎ希龋沧魑鹘诮橹剩嗳コ义下示黾
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