離子交換樹脂對(duì)提釩廢水中重金屬離子和氨氮離子的吸附性能.pdf

1、自入世以來我國工業(yè)水平快速發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的依賴與日俱增。釩作為一類可以優(yōu)化鋼鐵韌展性能的金屬添加劑，在國內(nèi)和國際中的需求量以年增長率10％的速度快速增長。我國的釩儲(chǔ)量極為豐富，其主要貯存在一種國內(nèi)特有的釩礦:石煤中，在工業(yè)生產(chǎn)中我國主要從石煤中提取V2O5。由于技術(shù)革新的限制，石煤提釩企業(yè)對(duì)環(huán)境的污染比較嚴(yán)重，為了保護(hù)環(huán)境，防治污染，促進(jìn)釩工業(yè)生產(chǎn)工藝和污染治理技術(shù)的進(jìn)步，國家對(duì)提釩企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)變得更為嚴(yán)格，對(duì)提釩企業(yè)的設(shè)備與技術(shù)也

2、提出了更高的要求。
　　提釩廢水由于工藝的要求含有超出環(huán)境容量多倍的重金屬和氨氮離子，如果未經(jīng)處理排入水體，將會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境破壞，因此，對(duì)提釩廢水進(jìn)行重金屬和氨氮離子的凈化不僅具有經(jīng)濟(jì)意義，更具有保持水體健康、維護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要意義。
　　離子交換樹脂吸附廢水中的重金屬和氨氮離子是一種新型的提釩廢水處理工藝。本文研究了三種大孔型離子交換樹脂D706、D707和D708在預(yù)處理方式、樹脂質(zhì)量、pH值、振蕩時(shí)間、溫度值等不同影

3、響因素下對(duì)提釩廢水中重金屬和氨氮的吸收效率，從動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)等方面對(duì)三種樹脂的吸附效率進(jìn)行了比較。采用陰離子交換樹脂D706、陽離子交換樹脂D708處理提釩廢水中的重金屬離子，D707、D708兩種大孔型陽離子離子交換樹脂對(duì)廢水中的高濃度氨氮進(jìn)行吸附。通過樹脂選型確定D706樹脂吸附V[Ⅴ]、Cr[Ⅵ]，D708樹脂吸附Cu[Ⅱ]、Zn[Ⅱ]。
　　靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)表明:重金屬的吸附率隨D706、D708樹脂投加量的增大而增加，在酸性

4、條件下，樹脂對(duì)V[Ⅴ]、Cr[Ⅵ]的吸附隨pH的降低而增加，Cu[Ⅱ]、Zn[Ⅱ]吸附率隨pH的升高而增加;NH4+的吸附率隨D707、D708樹脂投加量的增大而增加，在非堿性條件下兩種樹脂對(duì)NH4+的吸附隨pH的升高而增加?？刂普袷帟r(shí)間達(dá)到90min以上，D706、D707、D708三種樹脂對(duì)各目標(biāo)吸附物均可吸附平衡，當(dāng)pH=2時(shí)，D706對(duì)V[Ⅴ]、Cr[Ⅵ]的吸附容量達(dá)到54.054mg/g、50.251mg/g，pH=7時(shí)D70

5、8樹脂對(duì)Cu[Ⅱ]、Zn[Ⅱ]吸附容量達(dá)到25.316mg/g、21.142mg/g。當(dāng)pH=7時(shí)，D707、D708樹脂對(duì)NH4+的吸附容量分別達(dá)到196.078mg/g、217.391mg/g。三種樹脂對(duì)廢水中重金屬和氨氮離子的吸附均屬于吸熱過程，在298K溫度下金屬表觀吸附活化能Ea(V)=26.05kJ/mol，Ea(Cr)=21.62kJ/mol，Ea(Cu)=23.01kJ/mol，Ea(Zn)=20.58kJ/mol，樹脂

6、對(duì)V[Ⅴ]、Cr[Ⅵ]和NH3-N的吸附為液膜擴(kuò)散主控制，對(duì)Cu[Ⅱ]、Zn[Ⅱ]的吸附為顆粒擴(kuò)散主控制。在298K溫度下D707、D708樹脂對(duì)廢水中氨氮的表觀吸附活化能Ea(D707)=54.674kJ/mol、Ea(D708)=34.455kJ/mol。三種樹脂對(duì)V[Ⅴ]、Cr[Ⅵ]、Cu[Ⅱ]、Zn[Ⅱ]和NH3-N的吸附符合Langmuir吸附等溫式，以單分子層化學(xué)吸附為主，樹脂對(duì)Cr[Ⅵ]、Cu[Ⅱ]的吸附屬優(yōu)惠型吸附。使用