煤质柱状活性炭水处理形态稳定

    水环境中的重金属离子形态稳定、毒性大以及可以通过食物链在生物体内累积［1］，严重危害生态环境和人类健康，重金属污染已成为人类面临的重要环境问题。化学镀镍废液通常采用化学沉淀、电解法、离子交换法、反渗透等方法处理［2-3］。与游离态镍离子相比，络合态镍更稳定，工业上常用的用加碱沉淀法不能有效去除。吸附法是处理低浓度含镍废水的有效途径之一。娄阳等［4］报道了用陶粒、沸石、膨润土等吸附材料对废水中非络合态镍离子吸附除去。付瑞娟等［5］研究了花生壳活性炭对溶液中非络合态镍离子的吸附性能。化学镀Ni-P合金［6-8］具有工艺简单、镀液不含CN－剧毒成分、镀层性能优异等优点，得到了很大的发展。本文研究了粉状活性炭(PAC)对化学镀Ni-P合金废液中低浓度络合态镍的吸附去除能力，测定了不同因素对PAC吸附溶液中镍离子的影响。该研究未见文献报道。

 

    1·试验 

 

    1．1试验材料及仪器

 

    PAC:市售粉状活性炭(福建)，去离子水微沸浸渍1h，冷却至室温，抽滤滤得PAC，去离子水重复洗涤3次。收集PAC，110℃恒温干燥4h，置于干燥器备用。

 

    镍标准储备液［ρ(Ni2+)=1000mg/L］:准确称取金属镍［w(Ni)≥99．99%］0．10g溶解在10mL硝酸溶液中［V(HNO3)∶V(H2O)=1∶1］，加热蒸发至近干，冷却后加适量硝酸溶液［V(HNO3):V(H2O)=1∶99］溶解，转移到100mL容量瓶中，用水稀释至标线。试验时用去离子水稀释至所需浓度。

 

    模拟化学镀镍废液:ρ(Ni2+)为20mg/L，ρ(柠檬酸)为100mg/L，次磷酸钠、亚磷酸钠和乙酸钠对吸附效果无明显影响。

 

    硝酸、盐酸、氢氧化钠、丁二酮肟;氨水、碘、碘化钾、高锰酸钾、柠檬酸铵;柠檬酸、次磷酸钠和乙二胺四乙酸二钠;所有试剂均为分析纯。

 

    实验仪器:日本岛津UV-2450紫外可见分光光度计;FA2004N型电子天平;SYC智能超级恒温水槽;HY-2多用调速振荡器;LDZ4-2自动平衡离心机;S-3C型精密pH计;SHZ-C型循环水式多用真空泵等。

 

    1．2实验方法

 

    1)PAC吸附试验:准确称量0．2gPAC，20mL模拟化学镀镍废液，置于100mL的锥形瓶中，室温下在振荡器上震荡1．0h。吸附体系转移到25mL离心管中，n=4000r/min，t离心=20min，上层澄清液用0．45μm的微孔滤膜过滤，测定滤液中镍离子质量浓度。

 

    2)PAC再生试验:吸附饱和PAC，先用浓度为0．1mol/L的HCl溶液浸渍，m(活性炭):m(HCI)=1∶6溶液室温浸泡1h，抽滤分离出酸洗PAC，经水洗后用0．1mol/L的NaOH溶液浸渍0．5h。再用PAC去离子水重复洗涤3次，110℃恒温干燥4h，再生PAC按吸附试验评价再生效果。

 

    3)PAC改性试验:称取PAC3．0g，置于50mL锥形瓶中，移取0．10mol/L的KMnO4溶液9mL，室温浸渍1h。PAC去离子水重复洗涤3次，110℃干燥4h，制成改性PAC。

 

    1．3分析方法

 

    水溶液中镍离子质量浓度用GB11910-89丁二酮肟分光光度法［9］测定。

 

    2·结果和讨论

 

    取ρ(柠檬酸)为100mg/L、ρ(Ni2+)为20mg/L的废液，改变次磷酸钠质量浓度，用4mol/L的NaOH溶液调节废液pH为11．0，进行PAC吸附试验。表1数据表明次磷酸钠质量浓度对PAC吸附Ni2+的影响很小。取某含柠檬酸化学镀镍液，稀释至ρ(Ni2+)为20mg/L，用4mol/L的NaOH溶液调节稀释液pH为11．0，进行PAC吸附试验。结果发现PAC对稀释液中Ni2+的吸附能力与PAC对模拟电镀废水中Ni2+的吸附能力亦相近。实验选择ρ(柠檬酸)为100mg/L、ρ(Ni2+)为20mg/L的溶液为模拟化学镀镍废液进行研究。

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