高嶺土在含重金屬離子廢水處理中的應(yīng)用

高嶺土在含無機(jī)物廢水處理中的應(yīng)用

含重金屬離子廢水

含重金屬離子廢水常見于電鍍、電子工業(yè)和冶金工業(yè)，它的成分非常復(fù)雜，由于其潛在的毒性大，不可自然降解，生物富集性強(qiáng)，并且最終在食物鏈中富集，嚴(yán)重威脅著生態(tài)系統(tǒng)和人體健康。所以，研究如何降低廢水中重金屬的含量，減輕重金屬對(duì)環(huán)境的污染具有重大意義。利用天然礦物材料進(jìn)行含重金屬離子廢水處理，具有工藝簡(jiǎn)單、投資少、效果好且二次污染小等優(yōu)點(diǎn)，是去除廢水中重金屬離子等有害物質(zhì)的較為理想的低成本吸附劑之一。

含Cu2+廢水銅的單質(zhì)及其化合物被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)部門，其中電鍍工業(yè)、冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)的廢水和礦山酸性廢水中含有高濃度的銅等重金屬。這些工業(yè)廢水如果不經(jīng)過處理直接排入水體環(huán)境中，Cu2+不能被生物降解和轉(zhuǎn)化為無害物，而是通過水遷移、土壤積累，然后經(jīng)過食物鏈的污染富集，最終對(duì)人類及其它生物產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。銅對(duì)人體的危害主要表現(xiàn)在銅鹽能強(qiáng)烈地剌激胃、腸和呼吸道黏膜，因此我國(guó)已將銅及其化合物列人水中優(yōu)先控制污染物的“黑名單”。

高嶺土的應(yīng)用：高嶺土生產(chǎn)線比較復(fù)雜，正是因?yàn)槿绱?，高嶺土的作用才會(huì)如此的多，在天然水體系中，銅、鉛、鎘等重金屬元素的形態(tài)分布、遷移、歸宿和生物有效性強(qiáng)烈取決于重金屬元素在水體顆粒物表面的分配趨勢(shì)。魏俊峰等(2000)對(duì)Cu2+在高嶺石表面的吸附進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和模式研究。結(jié)果表明，在同時(shí)考慮自由水合離子Cu2+和羥基金屬離子CuOH+與高嶺石表面絡(luò)合的情況下，單一表面基團(tuán)、無靜電表面絡(luò)合模式能很好地描述Cu2+的吸附行為。擬合得到的CuOH+的絡(luò)合常數(shù)比Cu2+的大得多。Cu2+在高嶺石表面的吸附量隨pH值的升高而增加。吸附銅的兩種表面化合態(tài)SOCu+和SOCuOH的濃度在實(shí)驗(yàn)的pH值范圍內(nèi)，也隨pH值升高而增加，并且以SOCu+為主。

溶液pH值對(duì)Cu2+去除率的影響在pH值小于6.0時(shí)，隨著pH值的增大，Cu2+的去除率增大。這是由于在酸性條件下高嶺石表面羥基難解離，表面的電負(fù)性較低，阻礙了高嶺石表面羥基與Cu2+的作用，而且高嶺石表面吸附H+占據(jù)了Cu2+的吸附位置，使吸附量減校隨著pH值的升高，礦物表面的羥基基團(tuán)解離度增大，表面的負(fù)電荷增加，表面含氧基團(tuán)及其它基團(tuán)的活化而與Cu2+形成絡(luò)合物，使Cu2+的去除率增大，這與蔣明琴等(2009)的研究結(jié)果相符。當(dāng)pH值為6.0時(shí)，Cu2+的去除率達(dá)96.5%。此后，Cu2+的去除率開始下降，這可能是由于pH值大于6.0后，雜質(zhì)離子競(jìng)爭(zhēng)吸附增強(qiáng)，導(dǎo)致高嶺土對(duì)Cu2+的吸附能力減弱，從而使Cu2+的去除率下降。

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