新型强碱阴离子交换树脂对电镀废水中Cr(Ⅵ)吸附性能研究

摘要

含铬废水污染对生态系统及人类的健康都造成了严重的威胁，铬污染已经成为世界各国亟待解决的问题。离子交换技术被认为是移除水体中重金属较为简单有效的方法，许多分离过程借助离子交换技术得以实现。离子交换的核心—树脂，是一类依靠活性官能团与其他离子进行交换而达到吸附、分离、纯化目的的高分子化合物，在废水处理领域得到了广泛的应用。
　　本研究主要内容包括：⑴考察了大孔N-甲基咪唑强碱阴离子交换树脂PCl对高浓度含铬溶液的静态和动态吸附性能。系统的研究了各种实验因素对其静态吸附性能的影响和不同运行参数对动态柱实验吸附的影响，并就吸附过程中发生的Cr(Ⅵ)还原现象及其影响因素进行了探究。结果表明，PCl树脂对Cr(Ⅵ)有很好的选择性，在pH范围1-14内对Cr(Ⅵ)吸附性能稳定，且对低酸度、高浓度的含铬溶液吸附能力较强，最大吸附容量可达187.7 mg/g。动态柱实验吸附流速选用5 mL/min，解吸选用浓度为2.5 mol/L，流速为4 mL/min的NaOH溶液处理效果最为理想，其吸附容量为59.7 g/L，解吸比可达96％。吸附过程中Cr(Ⅲ)的产生，证明了树脂受到Cr(Ⅵ)的氧化，通过SEM、XPS、FT-IR分析进一步证明了这一结论，并推测其可能的氧化机理。静态实验发现Cr(Ⅵ)还原程度与Cr(Ⅵ)溶液的pH值和初始平衡浓度有关。⑵设计了一种双阴柱全饱和离子交换工艺，对镀铬漂洗水进行处理。以小柱实验参数为依据，结合实际废水处理要求合理推算出大柱运行参数，并进行实验验证。PCl树脂经过30次吸附—再生运行，其饱和吸附容量基本在60 g/L左右。回收液的Cr(Ⅵ)浓度为140 g/L左右，其中Cl-和SO42-的含量都达到了镀铬回用标准。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 电镀行业含铬废水防治进展

1．2．1 铬及含铬废水概述

1．2．2 电镀行业Cr(Ⅵ)排放标准

1．2．3 电镀行业Cr(Ⅵ)污染防治技术

1．3 课题来源

1．4 课题研究目的及意义

第二章 大孔N-甲基咪唑强碱阴离子树脂对高浓度Cr(Ⅵ)的吸附及小试实验

2．2．1 实验材料

2．2．2 试剂与仪器

2．2．3 方法

2．2．4 Cr(Ⅵ)静态吸附实验

2．2．5 Cr(Ⅵ)动态吸附实验

2．3 结果与讨论

2．3．1 静态吸附实验结果与讨论

2．3．2 小柱动态吸附实验结果与讨论

2．4 PCl树脂吸附高浓度Cr(Ⅵ)的小试实验

2．4．1 铬漂洗槽疲水水质

2．4．2 研究方法

2．4．3 实验部分

2．4．4 小试实验结果与讨论

2．5 本章小结

第三章 大孔N-甲基咪唑强碱阴离子树脂吸附Cr(Ⅵ)过程中还原现象的研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂

3．3．1 pH值对Cr(Ⅵ)还原率的影响

3．3．2 含铬溶液平衡浓度对Cr(Ⅵ)还原率的影响

3．3．4 Cr(Ⅵ)还原过程中树脂形貌特征变化

3．4 本章小结

第四章 结论与展望

参考文献

致谢