氯化物去除（通用3篇）
氯化物去除 篇1
摘要：复合金属氧化物的去除水中含有一定量的对硝基苯酚, 其对于环境有一定危害, 并对人们的身体健康产生严重影响, 甚至危及生命安全。因此, 在复合金属氧化物的去除水处理过程中, 应当加强对硝基苯酚处理, 避免其流入到环境中, 形成污染源。本文通过对复合金属氧化物去除水中的对硝基苯酚进行分析, 以期减少污染, 提升利用率。
关键词：复合金属氧化物,去除率,对硝基苯酚
1 对硝基苯酚概述
对硝基苯酚是一种浅黄色的结晶, 没有味道, 在常温下微溶于水, 不易挥发, 与碱液或者金属碳酸盐具有较强的溶入性, 同时还具有较强的还原性, 容易燃烧, 如果与皮肤接触, 则可能导致出现中毒现象。对硝基苯酚主要用于医药及农药方面, 作为重要的中间体, 可以制成药物、杀菌剂、燃料等, 而如果通过口吸入或者食物摄取, 或者皮肤接触等, 会对人们的身体健康产生严重影响, 如头痛、恶心、疲倦等。因此, 加强对硝基苯酚的控制和管理至关重要。当前, 对硝基苯酚已经成为我国优先控制污染物中的重要一部分。
由此可见, 对于复合金属氧化物去除水中的对硝基苯酚采取有效的消除对策, 能够进一步扩大其在各个领域的应用范围。
2 复合金属氧化物去除水中的对硝基苯酚研究
首先选择实验需要的各项仪器, 如搅拌器、离心机等, 采用无酚水进行实验处理。对于选择好的仪器和试剂, 要进行精确检查, 然后对复合金属氧化物中的去除影响因素进行分析, 公式如下所示:
在得出上述公式后, 通过换算得出:
对硝基苯酚的化学式为C6H5NO3, 在p H值的9-12范围内, 对硝基苯酚的最大吸收波长约为400mm。在上述的实验过程中, 主要采用即时合成法, 在保证复合金属氧化物合成的同时, 还可以将去除水中的对硝基苯酚消除。
在去除对硝基苯酚的过程中, 合成复合金属氧化物及去除对硝基苯酚需要分布进行, 以确保达到去除效果。复合金属氧化物在与水或者是含有阴离子的溶液接触后, 其结构会发生改变, 形成独有的记忆效应特征。
3 实验控制
3.1 焙烧温度控制
在不同的焙烧温度下, 对于对硝基苯酚的去除效果也有所不同, 随着焙烧问题的提升, 对硝基苯酚的去除率也呈现上升趋势, 温度达400℃时, 去除率达到最高点85.44%, 而当焙烧温度达到600℃时, 产物结构发生变化, 去除率为63.25%, 当焙烧到一定温度 (800℃) 后大幅度下降。对此, 要想将复合金属氧化物去除水中的对硝基苯酚消除, 就必须控制好焙烧温度, 当温度上升到800℃后, 要停止焙烧, 过一段时间后继续, 确保温度始终低于对硝基苯酚下降的温度, 从而提升对硝基苯酚的去除率 (表1) 。
3.2 溶液中的p H值控制
在实验中的应用的溶液, 其中不同的p H值对于对硝基苯酚去除率有一定的影响, 当p H值上升时, 对硝基苯酚的去除率逐步上升, 当p H值为4时, 去除率达67.44%, 当p H为6时, 去除率高达83.75%。但与焙烧温度相同, 也会随着p H值的进一步上升而下降, 这个p H为11, 去除率下降至66.45%。这主要是由于复合金属氧化物在水溶液中产生作用, 从而释放出氢氧根负离子, 并产生缓冲作用。因此, 对于溶液中的p H值应当加强控制, 确保对于对硝基苯酚的去除符合要求, 从而提升去除率 (表2) 。
3.3 吸附温度控制
除了上述两种因素外, 复合金属氧化物去除水中的吸附温度也会对对硝基苯酚去除率产生影响, 随着温度的升高, 对硝基苯酚的去除率呈现增大趋势, 由此可见, 吸附温度的升高具有重要作用, 这主要是由于吸附温度升高的过程也是吸热的过程, 随着温度的升高, 能够有效降低溶液中的粘度, 从而加速对硝基苯酚的迁移, 最大限度的消除去除水中的对硝基苯酚, 而在30℃-70℃的范围内, 增幅会有所减小。因此, 对于复合金属氧化物的吸附温度要加强控制, 保证其处于稳定的阶段, 这样会避免实验过程中出现的干扰, 以提升吸附量, 从而增加对硝基苯酚的消除率。
3.4 吸附时间控制
在复合金属氧化物的去除水中, 不仅吸附温度会对对硝基苯酚去除率产生影响, 同时还包括吸附时间也会产生影响, 随着吸附时间的增加, 对硝基苯酚的去除率也呈现上升趋势。在吸附时间达120min后, 对硝基苯酚的去除率会趋于稳定, 直到吸附达到平衡稳定状态。从而实现去除率的良好控制。因此, 对于复合金属氧化物去除水中的对硝基苯酚必须加强控制, 尽量将吸附时间保持稳定, 以实现对硝基苯酚去除率的不断提升, 避免此种物质散播到空气中, 对人们的身体健康产生影响。
4 结束语
必须采取有效措施消除复合金属氧化物去除水中的对硝基苯酚, 以免其对环境产生危害, 同时还根据对硝基苯酚的特性找出更合理的废水处理模式和理论依据, 并进一步积累废水处理经验。
参考文献
[1]樊明德, 陈天虎, 刘景丽, 王健, 宋垠先.即时合成Zn-Mg-Al层状双氢氧化物处理含Zn2+废水实验研究[J].矿物学报.2011 (03)
[2]唐树民, 唐树和, 费正皓.对硝基酚在几种树脂上的吸附性能研究[J].应用化工.2011 (07)
[3]彭书传, 陈天虎, 崔康平, 杨远盛, 王诗生.阴离子粘土吸附As (Ⅴ) 的动力学研究[J].地球化学.2012 (03)
[4]庆承松, 陈天虎, 王志光, 樊明德, 陈岗, 孙捷.即时合成层状双氢氧化物处理酸性大红GR染料实验研究[J].矿物学报.2010 (01)
氯化物去除 篇2
为使废水中磷达到更好的去除效果,生物法与化学法结合(即BC法)是目前除磷的发展趋势,但絮凝剂对系统中微生物的影响研究仍较少.氯化铁是除磷过程中常用的絮凝剂,本试验主要研究了其对SBBR反应器中除磷效果的影响.结果表明,当进水TP质量浓度为2.34～7.13mg・L-1,每星期向反应器中投加一次氯化铁(投加质量浓度为3mgFeCl3・(L废水)-1时,反应器对TP的去除率在86.5%以上,出水质量浓度稳定在0.5mg・L-1以下,达到国家排放标准的.一级A标准(GB18918-2002);过量的氯化铁则因抑制生物膜中微生物活性,不利于磷的去除.
作 者：冯春华 周岳溪 将进元 王海燕 胡翔 作者单位：冯春华(北京化工大学化学工程学院,北京,100029;中国环境科学研究院水污染控制技术研究室,北京,100012)
周岳溪,将进元,王海燕(中国环境科学研究院水污染控制技术研究室,北京,100012)
胡翔(北京化工大学化学工程学院,北京,100029)
氯化物去除 篇3
天然水体中的As主要以无机砷酸盐(含As5+)和亚砷酸盐(含As3+)的形式存在。与As5+相比,As3+毒性更强,也更不稳定。去除水中As的传统方法有混凝沉淀[1]、吸附[2]、离子交换[3]、超滤[4]等,对As5+的去除效果较好,对As3+的去除效果较差。因此,在处理前将As3+氧化为As5+是强化去除水中As的有效途径。
K2 FeO4作为一种环境友好型试剂,具有氧化和混凝的双重功效[5,6]。其氧化能力比KMnO4,O3,Cl2等更强,能有效地将As3+氧化为As5+,在氧化过程中不产生二次污染,是一种理想的氧化剂。Lee等[7]研究了K2FeO4氧化AS3+的化学计量关系、动力学和机理,并初步考察了K2FeO4氧化强化混凝去除As3+的效果。苑宝玲等[8]研究K2FeO4氧化去除As3+的效果时发现,当K2FeO4与As的浓度比达到15:1时,处理后水样中的As质量浓度小于0.05 mg/L。
考虑到K2FeO4的制备成本较高,本工作研究了K2FeO4预氧化—FeCl3混凝联合工艺对As的去除效果。
1 实验部分
1.1 试剂和仪器
实验所用试剂和固体药品均为分析纯。将K2FeO4固体(纯度为90%)配制成0.283 g/L(以Fe6+计)的K2FeO4溶液(pH为9～10),现用现配。将FeCl3·6H2O固体配制成4 g/L(以Fe3+计)的FeCl3溶液,并滴加少量HCl以防止Fe3+水解。
MY3000-6B普通型混凝试验搅拌机:潜江梅宇仪器有限公司;721型可见分光光度计:上海精密科学仪器有限公司;pH315i型精密酸度计:上海大普仪器有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 模拟水样的配制
准确称取0.1320 g于110℃下烘干2 h的As2O3,置于50 mL烧杯中,加入2 mL体积分数为20%的NaOH溶液,搅拌溶解后,再加入10 mL浓度为1 mol/L的硫酸溶液,转入100 mL容量瓶中,用蒸馏水定容,混匀,制成As3+溶液储备液。
取一定量As溶液储备液,加入蒸馏水配制成As3+质量浓度为1.0 mg/L的实验水样。
1.2.2 As3+的去除
将实验水样转移至一系列500 mL的烧杯中,用NaOH溶液和HCl溶液调节pH后,加入一定量的K2FeO4溶液,以300 r/min的转速在混凝试验搅拌机上搅拌一定时间(预氧化),然后调节pH,再加入一定量的FeC13溶液,以300 r/min的转速快速搅拌1 min,再以40 r/min的转速慢速搅拌30 min(混凝),静置沉淀30 min。用中速定量滤纸过滤,取50 mL滤液,置于H3As发生瓶中,测定水样中的As3+含量。
1.3 分析方法
采用二乙氨基二硫代甲酸银光度法测定水样中的As3+含量。
2 结果与讨论
2.1 预氧化时间对As3+质量浓度的影响
在As3+质量浓度为1.0 mg/L的水样中加入一定量的K2FeO4溶液,预氧化一定时间后加入Na2SO3,终止氧化反应,再加入质量浓度为6.0 mg/L的FeCl3溶液,调节pH至8.0,继续搅拌混凝,预氧化时间对As3+质量浓度的影响见图1。由图1可见:预氧化1 min后,水样中的As3+质量浓度大幅下降;继续延长预氧化时间,As3+质量浓度稍有降低;预氧化15 min时,As3+质量浓度达到最低。这是因为,K2FeO4氧化性很强,在短时间内即可完成As3+的氧化。故预氧化时间选择2 min。
ρ(Fe6+)/(mg·L-1):●0.8;■1.6
2.2 Fe6+和Fe3+加入量对As3+质量浓度的影响
在预氧化时间为2 min、预氧化反应pH为5.5、混凝反应pH为8.0的条件下,考察了Fe6+加入量对As3+质量浓度的影响,实验结果见图2。
ρ(Fe3+)/(mg·L-1):●4.0;■6.0;▲10.0;◆12.0
由图2可见:随Fe6+加入量增加,As3+的质量浓度下降,且随Fe6+加入量增加,As3+的质量浓度下降幅度增加;当Fe6+加入量大于3.2 mg/L后,As3+的质量浓度下降不再明显。这是因为,K2 FeO4能有效地将As3+氧化为对Fe(OH)3更具亲和力的As5+,从而促进As3+的混凝去除,同时,K2FeO4的还原产物中间价态铁的絮凝吸附作用,也具有一定的As3+去除功能。
在预氧化时间为2 min、预氧化反应pH为5.5、混凝反应pH为8.0的条件下,考察了Fe3+加入量对As3+质量浓度的影响,实验结果见图3。单独采用FeCl3处理水样时,随Fe3+加入量的增加,As3+的质量浓度逐渐降低,当Fe3+加入量大于10.0 mg/L后,As3+的质量浓度没有明显变化,仍有0.102 mg/L。由图3可见:采用K2FeO4预氧化-FeCl3混凝除As工艺可显著改善As3+的去除效果,当Fe6+加入量为2.4 mg/L、Fe3+加入量为14.0 mg/L时,处理后水样中As3+的质量浓度符合GB—57492006《生活饮用水卫生标准》(小于0.01mg/L);增加Fe6+加入量至3.2 mg/L时,加入10.0 mg/L的Fe3+就能使处理后水样中的残留As3+达到未检出。实验结果比苑宝玲等[8]单独采用K2FeO4去除As3+有更好的效果。在K2 FeO4预氧化—FeCl3混凝除As3+工艺中,K2FeO4主要起氧化作用,As3+的去除主要依靠FeCl3的混凝吸附作用。考虑到K2FeO4价格昂贵,对于As3+初始质量浓度为1.0 mg/L的水样,适宜的Fe6+加入量为2.4 mg/L,Fe3+加入量为14 mg/L。
ρ(Fe6+)/(mg·L-1):●0.8;■1.6:▲2.4:◆3.2
2.3 pH对As3+质量浓度的影响
K2FeO4预氧化和FeCl3混凝除As3+工艺两个阶段对pH的要求不同。在预氧化时间为2 min、混凝pH为8.0的条件下,考察了KZFeO4预氧化pH对As3+质量浓度的影响,实验结果见图4。由图4可见:预氧化pH为4～9范围内,当Fe6+加入量为0.8 mg/L、Fe3+加入量为6.0 mg/L时,预氧化pH变化对As3+的去除效果影响不大,As3+质量浓度为0.213～0.265 mg/L;当Fe6+加入量为1.6 mg/L、Fe3+加入量为10 mg/L时,预氧化pH变化对As3+的去除效果几乎没有影响,As3+质量浓度约为0.10 mg/L。可见该工艺有很宽的预氧化pH范围。
ρ(Fe6+)/(mg·L-1):●0.8;■1.6
混凝阶段是利用FeCl3水解产生的Fe(OH)3混凝吸附去除水中的As3+。在预氧化时间为2 min、预氧化pH为5.5、Fe6+加入量为2.4 mg/L的条件下,考察了混凝pH对As3+质量浓度的影响,实验结果见图5。
ρ(Fe3+)/(mg·L-1):●6.0;■10.0
由图5可见,不同的Fe3+加入量条件下,混凝pH对As3+的去除效果表现出相同的趋势。当水样pH为6.0～8.5时,均有较好的As3+去除效果;当水样pH高于8.5时,As3+去除效果明显变差。pH为6～10,As5+主要以的形式存在[9,10,11],随pH升高,Fe(OH)3的表面能降低,当pH超过Fe(OH)3的零电荷点(pHPZC=7.9)时,其粒子表面带有负电荷,不利于吸附水中带负电的As3+。该pH范围和李树猷等[12]的研究结果(pH 6.9～8.5)基本相符。
2.4 碳酸盐和腐殖酸浓度对As3+去除效果的影响
在As3+质量浓度为1.0 mg/L的水样中加入不同浓度的CaCO3,再加入2.4 mg/L的Fe6+和10 mg/L的Fe3+,考察CaCO3质量浓度对As3+去除率的影响,实验结果见图6。由图6可见,CaCO3质量浓度为0～500 mg/L,As3+的去除率几乎不变,可见水中碳酸盐的浓度对该工艺去除As3+的效果没有大的影响。Lee等[7]和Meng等[13]都发现了类似的结果。
作为天然水体中经常存在的有机物,腐殖酸的存在对As3+的去除效果有一定影响[14]。在Fe6+质量浓度为2.4 mg/L的条件下,腐殖酸质量浓度对As3+去除率的影响见图7。由图7可见,腐殖酸质量浓度越高,As3+去除率越低。这是因为,水中的腐殖酸与As3+发生竞争吸附,减少了Fe(OH)3的表面吸附位,降低了As3+的去除率。
ρ(Fe3+)/(mg·L-1):●10.0;■12.0
3 结论
a)采用K2FeO4预氧化—FeCl3混凝工艺可有效去除水中的As3+。K2FeO4氧化性强,在短时间内可将As3+氧化为As5+,适宜的预氧化时间为2 min。
b)在As3+质量浓度为1.0 mg/L的水中,加入质量浓度为2.4 mmg/L的Fe6+和质量浓度为14.0 mg/L的Fe3+能使处理后水样中As3+的质量浓度符合GB—57492006《生活饮用水卫生标准》(小于0.01 mg/L)
c)预氧化pH在4～9范围内,对K2FeO4预氧化—FeCl3混凝去除As3+的效果影响不大;FeC13混凝阶段适宜的pH为6.0～8.5。