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氯乙酰树脂对Cr(Ⅵ)的吸附性能及应用研究

【摘要】:铬及铬盐是重要的工业原料及化工产品,广泛应用于冶金、电镀等行业,其生产过程中排放的含铬废水、废渣对环境造成的危害日益严重。本论文使用氯乙酰树脂对铬的吸附性能进行研究,并对张家港浦项不锈钢有限公司的冷轧不锈钢酸洗废水进行处理,取得了较好的效果。 在静态吸附实验中,从pH值、树脂用量、吸附交换时间、体系温度四种影响因素对MKF-10X和D301两种树脂进行比较,得出MKF-10X树脂吸附六价铬的能力优于D301树脂。MKF-10X树脂在pH值为1时对铬的吸附量最大;树脂对铬的吸附率随树脂用量的增加而增加,在0.5g达到95%以上;随着吸附交换时间的增加,铬吸附量逐渐增加,达到8小时后,吸附交换达到平衡;体系温度升高对树脂吸附铬有利。 分别应用Langmuir和Freundlich吸附等温模型拟合了等温平衡吸附数据,结果表明Langmuir模型更能准确地反映该吸附交换过程。吸附过程的热力学研究表明六价铬离子在树脂上的吸附过程是自发(△G<0)、吸热(△H>0)、熵变为正值(△S>0)的过程。对动力学吸附曲线的实验数据,用一级反应方程和二级反应方程分别进行拟合,表明该吸附交换过程符合一级吸附交换动力学过程,其表观活化能E为19.603KJ/mol,控制机理的检验结果表明Cr(Ⅵ)在树脂上吸附的控制步骤为颗粒扩散控制。 动态吸附实验考察了不同流速、不同浓度的模拟废水对树脂吸附性能的影响实验。结果表明低流速有助于树脂对Cr(Ⅵ)的吸附;但具体流速的确定应该考虑到柱的利用效率、操作周期,以及进样浓度的三重影响。动态脱附实验各影响因素的考察结果表明低脱附剂流速、高脱附剂浓度所对应的脱附效率较高。动态脱附实验的适宜条件:以10%(质量分数)的NaOH为脱附剂,流速为2~4BV/h。 MKF-10X树脂在室温下以6BV/h吸附经预处理后的浦项冷轧不锈钢酸洗废水,吸附饱和后用10%NaOH以4BV/h的流速脱附,出水水质良好,可达到国家重金属最高允许排放标准。经稳定性实验证实,MKF-10X树脂吸附处理结果相对稳定,经反复使用未见破碎现象。

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