[转帖]用煤处理含铬（VI）废水的实验研究

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<strong>用煤处理含铬（VI）废水的实验研究</strong> <hr noshade="true" size="1"/><table cellspacing="8" cellpadding="0" width="500" border="0"><tbody><tr><td class="da"><p>作者：宋志敏 丁建础<br/><br/>目前，国内外含铬（Ⅵ）废水处理的主要方法有离子交换法、吸附法、电渗析法、反渗透法、化学还原法、铁氧体法等，我国普遍采用化学还原法处理含铬（Ⅵ）废水。近些年来，国内外用褐煤处理含铬废水方面有一些研究和进展，但尚未见用其他不同类型的煤处理含铬（Ⅵ）废水的研究和报道。笔者用不同类型的煤和煤加热改性后处理含铬（Ⅵ）废水进行了实验研究，旨在扩大煤的用途，开辟新的六价铬废水净化材料。<br/><br/>1 实验部分<br/><br/>1.1 实验材料<br/><br/>实验用的4种煤（D，F，Y，S）分别来自河南不同煤矿，煤中硫的含量和变质程度见表1。含铬废水用重铬酸钾溶液模拟。<br/><br/>表1 煤中硫的含量和变质程度<br/><br/><a href="http://www.safety.com.cn/data_zonghe/biao/20060420-0901.htm">见表</a><br/><br/>1.2 实验方法<br/><br/>取一定量、一定浓度的Cr⁶⁺废水，加入一定量的实验煤样，搅拌、静置一定时间，取其上清液测反应后Cr⁶⁺浓度。 <br/><br/>六价铬含量的测试采用二苯碳酰二肼分光光度法。<br/><br/>2 结果与讨论<br/><br/>2.1 各种因素对六价铬去除率的影响<br/><br/>2.1.1 废水的pH值对六价铬去除率的影响<br/><br/>取浓度为10mg/L的六价铬废水100ml，用盐酸或氢氧化钠调整pH值为2～13，加入粒径为100目以下的不同类型的煤0.5g，进行反应，实验结果见图1。<br/><br/><img src="http://www.safety.com.cn/data_zonghe/tu/20060420-0901.gif" align="center" alt=""/><br/><br/>由图1可知，pH值对煤处理六价铬的影响较大，同一类型的煤在酸性的情况下，处理效果比碱性好，中性最差，在同样介质条件下，煤的变质程度越低对六价铬去除效果越好，煤的变质程度相同时，煤中硫含量越高，对六价铬去除效果越好。<br/><br/>2.1.2 加入量对六价铬去除率的影响<br/><br/>取浓度为10mg/L的六价铬废水100ml，调整pH值为5，分别加入同一粒度、不同量的煤进行反应，实验结果见表2。<br/><br/>表2 煤的加入量对六价铬去除率实测数据<br/><br/><a href="http://www.safety.com.cn/data_zonghe/biao/20060420-0902.htm">见表</a><br/><br/>由表2可知，同一类型煤的加入量越大，六价铬的去除率越高。<br/><br/>2.1.3反应时间对六价铬的去除率的影响<br/><br/>取浓度为10mg/L的六价铬废水100ml，调整pH值为5，加入粒径为100目以下的煤0.5g，进行反应，在不同时间测六价铬含量，实验结果见表3。<br/><br/>表3 反应时间对六价铬的去除率的影响<br/><br/><a href="http://www.safety.com.cn/data_zonghe/biao/20060420-1003.htm">见表</a><br/><br/>由表3知，反应时间越长，煤的吸附量也越大，对六价铬的去除率较高。各种煤的反应时间在2～3h趋于稳定。<br/><br/>2.1.4 粒度对六价铬去除率的影响<br/><br/>取浓度为10mg/L的六价铬废水100ml，调整pH值为5，分别加入同一量、不同粒度的煤，进行反应，所得的实验数据见表4。<br/><br/>表4 粒度对六价铬去除率的影响<br/><br/><a href="http://www.safety.com.cn/data_zonghe/biao/20060420-1004.htm">见表</a><br/><br/>由表4可知，煤的粒度越细，即煤的比表面积越大，对六价铬的还原吸附作用则越好，对六价铬的处理效果越好。<br/><br/>2.1.5 搅拌对六价铬去除率的影响<br/><br/>取浓度为10mg/L的六价铬废水100ml，调整pH值为5，加入0.5g同一类型的煤，进行搅拌和不搅拌实验，实验结果见表5。<br/><br/>表5 搅拌对六价铬去除率的影响<br/><br/><a href="http://www.safety.com.cn/data_zonghe/biao/20060420-1005.htm">见表</a><br/><br/>由表5可知，在搅拌的情况下煤对六价铬的去除效果较好，而未搅拌的去除效果较差。因为在搅拌时，煤与废水中的六价铬充分接触，有利于煤对六价铬的还原、吸附作用的进行，所以反应的效果较好。<br/><br/>2.1.6 温度对六价铬的去除率的影响<br/><br/>在不同温度下（本研究采用的温度分别为30℃和40℃），将0.5g煤加入到100ml不同初始浓度的含铬废水中，振荡，反应平衡后，分别测得平衡吸附量q_e和平衡浓度c_e，以c_e/ q_e为纵坐标，以c_e为横坐标作图，得等温吸附线，说明六价铬离子在煤中的吸附行为符合Langmui等温方程。对不同温度的实验数据进行回归，得到线性方程见表6。<br/><br/>表6 不同类型煤的Langmui等温方程<br/><br/><a href="http://www.safety.com.cn/data_zonghe/biao/20060420-1006.htm">见表</a><br/><br/>由实测数据和表6可知：提高反应温度有利于煤对六价铬吸附作用的进行。<br/><br/>2.1.7 加热改性对六价铬去除率的影响<br/><br/>将煤加热后，取0.5g改性煤加入到浓度为10mg/L、pH值为5的100ml的模拟六价铬废水中，进行反应，实验结果见表7。<br/><br/>表7 加热改性温度对六价铬去除率的影响<br/><br/><a href="http://www.safety.com.cn/data_zonghe/biao/20060420-1007.htm">见表</a><br/><br/>上述实验表明：当煤加热到500℃后，煤中的碳基本去除掉，六价铬的去除率明显降低，S，F，D三种煤加热到350℃，对六价铬的去除率高，Y煤在300℃时去除率较高。煤在适当温度下加热改性后，其中碳得到活化，同时有利于煤中的FeS₂的分解，故对六价铬的去除率会大幅度提高。<br/><br/>3 结论<br/><br/>1）当废水为酸性时，煤对六价铬的去除效果好；<br/><br/>2）同一类型煤，煤的粒度越细，加入量越大，对六价铬的去除效果越好。<br/><br/>3）煤的变质程度对六价铬去除率影响较大，煤的变质程度越低，去除效果越好。<br/><br/>4）同一变质类型的煤其中硫的含量越高，对六价铬的去除效果越好。<br/><br/>5）煤在300℃～350℃加热改性后处理六价铬废水的效果明显提高。<br/><br/>信息来源：《矿业安全与环保》</p></td></tr></tbody></table>