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稀土应用含砷废水处理的研究

更新时间:2023-02-12 05:04:35作者:百科知识库

稀土应用含砷废水处理的研究

砷广泛分布于自然界中。当人体摄入少量砷时,可促进新陈代谢,过量摄入则产生中毒。稀土在工农业生产上的应用已较为广泛,如在冶金上,由于稀土与硫、磷、砷等元素极易化合,有利这些杂质的去除。我国约有3 600万t稀土,占世界储量的80%左右。虽然稀土在工农业生产实际应用中报道较多,但在废水处理方面的应用尚未见报道,本文采用地壳中储量占首位的稀土元素铈来处理废水中的砷,为进一步拓宽我国稀土这一丰富资源应用作一探索性研究。

        1 材料与方法

        1.1 稀土铈贮备液的制备

  称取稀土铈的氧化物,加入少量蒸馏水及浓硝酸和几滴H 2O 2,加热溶解,并蒸发剩余的酸,然后稀释配成15 g/L稀土元素铈的贮备液。

        1.2 不同pH条件下稀土铈对砷的去除

  取50 mL 100 mg/L稀土溶液与30 mL 100 mg/L As(Ⅲ),100 mg/L As(Ⅴ)溶液混合,用0.1 mol/L NaOH调pH,使之分别为8、9、10、11、12,产生絮状物后,静置2 h,取上清液测定砷含量。

        1.3 沉淀时间对砷去除率的影响

  取50 mL100 mg/L稀土铈溶液与30 mL100 mg/L As(Ⅲ),100 mg/L As(Ⅴ)溶液混合,用0.1 mol/L NaOH调pH为10,静置0.5,1.0,2.0,3.0 h,取上清液测定含砷量。

        1.4 不同用量配比对砷的去除率的影响

  按不同浓度比[稀土铈浓度(mg/L)/砷浓度(mg/L)](1:1,5:1,10:1,15:1,25:1)混合,砷的初始浓度为100 mg/L,调pH至10,静置2 h,测定上清液砷含量及形成的污泥量。

  砷的测定方法采用SDDC-Ag法。

        2 结 果

        2.1 不同pH条件下稀土铈对砷的去除

  Ce(OH) 3不是两性氢氧化物,在pH 7.6以上Ce 3+开始形成沉淀,但同时不同pH条件下As的存在形态也不同,因而pH与Ce结合吸附砷的能力有关。实验结果见表1。

表1 不同pH条件下稀土元素铈对砷的去除率(%)

 

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pH处理

8

9

10

11

12

As(Ⅲ)

18.21

49.70

51.45

42.35

34.25

As(Ⅴ)

96.33

98.04

98.47

97.08

94.30

  由表1可见铈形成氢氧化物的pH为8.0,但在实验条件下以pH 8以上沉淀逐渐增多。

  结果表明,砷的最大去除率大约出现在pH 9~10,在以后实验中取pH10。

  稀土元素铈对As(Ⅴ)的去除率大于对As(Ⅲ)的去除率。实验中用碱调节pH后,稀土铈与As(Ⅴ)所形成的沉淀物与它的三价氢氧化物颜色一致,为白色。

        2.2 沉淀时间对砷去除率的影响

  沉淀时间不同,砷在溶液中与稀土氢氧化物接触时间与砷的去除有一定的关系。并为设计沉淀池提供参考。

  不同沉淀时间下,pH10时,铈对砷的去除率见表2。

表2 不同沉淀时间铈对砷的去除率(%)
 

项目

处理时间(h)

0.5

1.0

2.0

3.0

As(Ⅲ)

58.1

62.0

64.1

58.1

As(Ⅴ)

95.2

96.8

98.3

97.4

  结果可见,在沉淀时间0.5 h~3.0 h范围内,所形成的沉淀较完全,砷去除率差异不大,以2.0 h沉淀时间的砷去除率最高。

        2.3 不同用量配比对砷去除率的影响

  不同配比试验主要探索溶液中As与稀土铈不同比值对稀土沉淀物产生量及砷的去除率的关系,并为节约稀土用量提供依据,其结果列于表3。

表3 不同Ce/As条件下砷的去除率(%)

项目

Ce(mg/L):As(mg/L)

1:1

5:1

10:1

15:1

20:1

25:1

As(Ⅲ)

17.2

81.2

96.4

96.3

95.4

96.4

As(Ⅴ)

24.1

97.1

99.4

99.3

99.1

98.6

本文标签:废水治理