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铁锰氧化物改性沸石对Cr(Ⅵ)的吸附性能

信息来源:潍坊沸石生物技术开发中心 作者:

 

  铬污染是水环境的重要威胁之一。本文采用广东云浮产天然沸石制取了铁锰氧化物改性沸石,并对改性沸石进行了表征,对其吸附去除Cr(Ⅵ)的特性进行了研究。结果表明,铁锰氧化物改性沸石表面松散的颗粒杂质显著减少,多孔状结构得到加强。改性沸石和天然沸石对Cr(Ⅵ)的去除率均呈快速上升然后逐渐趋于稳定,分别在30min和50min时达到平衡状态。改性沸石吸附速率较快,去除率也得到明显提高。拟合结果表明,两种沸石对Cr(Ⅵ)的吸附符合准二级反应动力学。加大沸石投加量在提高Cr(Ⅵ)去除率的同时也产生浑浊,综合考虑去除效果和实用性,用于除Cr(Ⅵ)的改性沸石最佳投加量为1.0g/L。随pH值的升高改性沸石的去除率略有增加,但pH值低于2.0时去除率显著下降。共存腐殖酸等有机物会产生竞争吸附,并降低Cr(Ⅵ)的去除率。

  环境中的铬主要通过来自含铬矿石自然风化和人工开采以及与铬相关的下游加工和使用产业如冶金、皮革、印染等。铬在水中主要以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)形式存在。作为公认的致癌元素之一,Cr(Ⅲ)可与输铁蛋白结合,并分布于肝、肺、肾等组织;Cr(Ⅵ)可通过细胞膜进入血细胞,破坏血红蛋白并造成缺氧,还可抑制酶活性并干扰蛋白质的氧化、还原、水解过程。我国现行污水综合排放标准(GB 8978—2002)将铬列为第一类污染物,总铬最高排放浓度为1.5mg/L,其中Cr(Ⅵ)最高排放浓度为0.5mg/L;生活饮用水卫生标准(GB 5749—2006)严格限定Cr(Ⅵ)最高限值为0.05mg/L。近年来铬造成的水污染事件频发,1993年美国加州和2011年中国云南曲靖铬渣水污染更是引起公众高度关注。目前常用的处理工艺有还原-沉淀法、电解还原法、吸附、离子交换、反渗透/电渗析等。其中吸附法因其占地面积小、处理效率高、应用灵活等优点,成为治理水体铬污染的重要研究方向。