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赌钱游戏改性废分子筛去除废水中钙离子技术

发布日期: 2020-05-27 20:38

  北极星环保网讯:在工业生产中,水硬度偏高,易在锅炉或热交换设备中结垢,引起换热效率下降,严重时还会引起装置爆炸等事故。人类饮用了硬度偏高的水,会增加各种结石病的发病率。因此,对一些用水水质要求较高的地方,都需要对进水进行除硬处理。目前,硬水软化方法有化学沉降法、离子交换法和加热法等。其中离子交换法应用较为广泛,采用的吸附材料主要有纤维和树脂,但这些吸附材料再生成本高,使用过程复杂,使得其推广应用受到一定制约。

  分子筛具有较大的比表面积、吸附容量和活性,热稳定性好、抗化学作用性能强等优点,而被广泛应用于催化剂载体。在催化剂生产过程中,会产生大量的废分子筛,目前,这些废分子筛还没有得到很好的处置和利用。鉴于这种材料具有离子交换、选择性吸附和催化等独特性能,会对某些元素和重金属离子有较好的吸附作用,可在水处理中进行应用。

  针对以上情况,笔者研究以废分子筛为原料,通过对其的改性研究,系统考察改性废分子筛对水中Ca2+的去除效果。

  SX-4-10箱式电阻炉,北京市光明医疗仪器厂;THZ-D恒温振荡器,江苏金城国胜实验仪器厂;101-OAB电热鼓风干燥箱,北京市光明医疗仪器厂;Optima7000全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪,珀金埃尔默仪器有限公司;pHS-25型酸度计,上海今迈实验仪器仪表公司;DT5-2B低速自动平衡离心机,上海实验仪器厂有限公司。

  废分子筛:采自某化工厂催化裂化车间生产所产生的污泥,为催化裂化废分子筛催化剂,此分子筛为Y型,孔径为8nm。

  用盐酸浸泡废分子筛2h,用去离子水清洗至中性后于恒温干燥箱中60℃干燥后,研磨,备用。

  将经过预处理的废分子筛置于马弗炉中于180℃下焙烧2h,然后升温至500℃下继续焙烧4h,得到改性废分子筛吸附剂。

  (1)模拟水样的配制方法。用二水合氯化钙(分析纯)配制含Ca2+的标准溶液。根据实验中不同的需要稀释到不同的浓度。

  (2)实验方法。取100mL模拟污水水样加入150mL具塞锥形瓶中,再加入一定量改性废分子筛吸附剂,调节pH后,置于恒温水浴摇床中,恒温振荡一定时间后,测试被吸附后水样中Ca2+含量,对吸附效果进行评价。

  (3)分析测试方法。用一次性过滤器过滤水样后滴加硝酸酸化,采用电感耦合等离子光谱发生仪(ICP)测定水样中的Ca2+浓度,计算Ca2+的去除率及吸附容量,吸附容量的计算见式(1)。

  准确称量0.2g改性废分子筛,加入100mL质量浓度为200mg/L的中性氯化钙溶液中,在室温下振荡吸附4h后过滤,并用去离子水冲洗3遍,在105℃下烘干,得到吸附Ca2+后的改性废分子筛。对吸附Ca2+前后的改性废分子筛分别进行红外光谱分析,从分析结果看,特征峰没有发生偏移,因此,可以说明分子筛在吸附前后结构没有发生改变。

  废分子筛吸附金属离子的主要影响因素有:进水初始浓度、赌钱游戏吸附时间、水样pH和水温等,笔者实验采用单因素实验,对各因素作用规律进行了研究。

  用改性废分子筛对不同Ca2+初始质量浓度的模拟水样进行静态吸附实验研究,吸附剂投加量均为5.0g/L,吸附12h后,测量水中的Ca2+浓度,计算出不同Ca2+初始浓度下的吸附容量,结果见表1。

  由表1可见,随着Ca2+初始质量浓度的升高,吸附剂对Ca2+的吸附容量增大,Ca2+初始质量浓度低于110mg/L时吸附剂对Ca2+的吸附容量增大迅速,当水样中Ca2+初始质量浓度超过110mg/L时吸附剂对Ca2+的吸附容量增大的速率变缓;当Ca2+初始质量浓度达到200mg/L时,吸附容量达到最大值17.8mg/g。这是因为随着水样中Ca2+的增加,吸附的Ca2+增多使吸附剂很快达到饱和,无法继续吸附水样中其余的Ca2+致使吸附容量无法继续增加。

  根据实际应用中反渗透进出水的Ca2+浓度,选取Ca2+质量浓度分别为50mg/L和200mg/L的两种水样对其吸附条件进行考察。

  分别取Ca2+质量浓度为50mg/L和200mg/L的溶液100mL于具塞锥形瓶中,加入改性后的废分子筛1.0g/L放入恒温摇床中震荡,摇床温度设定为20℃,分别考察在不同的吸附时间下对Ca2+的吸附情况,实验结果见图1。

  由图1可见,反应进行1h内,改性废分子筛对Ca2+吸附速率较快,吸附量显著增加,而且高浓度时的吸附速率要比低浓度快。随着接触时间的增加,吸附速率下降较快,反应2h时,不同初始浓度的两组水样中Ca2+吸附量达到饱和,分别为12.2mg/g和17.8mg/g。反应初期,吸附主要是在吸附剂的外表面和部分微孔内进行,短时间内就可以完成,随着吸附量的增加Ca2+产生的斥力增强,游离金属离子进一步深入微孔内部的阻力增强,反应2h后,吸附趋于平衡。由此可知,此改性废分子筛吸附饱和时间为2h。

  配制质量浓度分别为50、200mg/L的Ca2+溶液调节至不同pH,分别投加1.0g/L的改性废分子筛,恒温吸附2.5h,操作温度为20℃,分别在不同水样pH下进行吸附实验,实验结果见图2。

  从图2可见,随着废水pH增大,改性废分子筛对Ca2+的吸附容量也随之增大,pH=7时,吸附容量达到最大,随后pH进一步增大时,吸附容量基本保持不变。在酸性环境中,一方面改性分子筛表面电位会随酸度发生变化,当溶液酸度大于其等电点时,电位变为负值,且随着pH增大,电位绝对值变大,改性分子筛表面带有更多的负电荷,赌钱游戏有利于Ca2+的吸附;另一方面溶液H+会占据吸附剂的吸附位,与Ca2+形成竞争吸附,制约着Ca2+吸附容量的提高。因此,酸性环境中,赌钱游戏,Ca2+吸附容量偏低。当pH大于7.0时,水中没有影响Ca2+吸附的离子,吸附容量维持不变。由此可知,废分子筛吸附Ca2+的最佳pH为7.0。

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