鋯鋁鈦復(fù)合吸附劑制備及其對鉻吸附行為的研究.pdf

1、鉻鞣由于其優(yōu)良的成革效應(yīng)的不可替代性而在制革中廣泛應(yīng)用，然而傳統(tǒng)的鉻鞣工藝Cr(Ⅲ)的結(jié)合量不是很高，而微生物對鉻又無分解能力，這些鉻隨廢水排入環(huán)境后，會(huì)對環(huán)境造成很大危害。針對鉻資源消耗和近年出現(xiàn)Cr(Ⅵ)超標(biāo)等問題，國內(nèi)外化學(xué)家研究采用各種無鉻鞣技術(shù)來代替一部分鉻鞣，其中包括無鉻金屬（鋯、鋁、鈦）鞣制法。為了使廢物資源化再利用，且Zr、Al、Ti金屬復(fù)合制備吸附劑用于制革鞣制廢水中鉻的處理在國內(nèi)外研究中還不夠成熟。對此，本課題首先采

2、用共沉淀法制備Al2O3-TiO2、ZrO2-TiO2、ZrO2-Al2O3及ZrO2-Al2O3-TiO2復(fù)合氧化物，并利用這些氧化物探索Zr、Al、Ti復(fù)合金屬氧化物吸附劑用于去除靜態(tài)模擬制革鞣制廢水中的鉻(EDTA-Cr)的可行性。其次，把實(shí)際非鉻鞣廢水分別加堿沉淀和直接過濾制備成粉末態(tài)，回用于模擬鉻鞣廢水中鉻(EDTA-Cr)的吸附，以期實(shí)現(xiàn)鉻的達(dá)標(biāo)處理甚至是鉻的零排放，從而達(dá)到“以廢治廢，循環(huán)可控”的清潔生產(chǎn)模式。最后，通過綜

3、合靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法，評價(jià)所制備吸附劑在實(shí)際三相分離流化床反應(yīng)器中對鉻去除的可行性。研究結(jié)果如下:
　　(1)各復(fù)合氧化物吸附劑對EDTA-Cr的吸附為單層吸附。比表面積及孔體積在吸附劑吸附EDTA-Cr過程中，對吸附性能有顯著影響。其中Al含量高的吸附劑具有相對較大的比表面積，且相較于所制備其他吸附劑具有更大吸附能力。復(fù)合氧化物吸附劑對EDTA-Cr的吸附隨著鉻初始濃度的增加而增大，在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)最大吸附量可達(dá)到138mg/g。

4、>　　(2)在實(shí)驗(yàn)鉻初始濃度范圍內(nèi)，負(fù)載鋯的膠原纖維(ZrCF)對于低濃度絡(luò)合態(tài)鉻(EDTA-Cr)、Cr(Ⅲ)的最大平衡吸附量分別為9.7mg/g、12mg/g。燒結(jié)了的ZrCF對Cr(Ⅲ)的最大平衡吸附量為10.3mg/g。ZrCF與燒結(jié)了的ZrCF對Cr(Ⅲ)的最大去除率分別約為75％、50％。
　　(3)制備所得實(shí)際非鉻鞣廢水沉淀物吸附劑對EDTA-Cr的吸附行為可以用Langmuir方程進(jìn)行很好地?cái)M合，各沉淀物吸附劑對E

5、DTA-Cr的吸附為單層吸附。在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，各沉淀物吸附劑對EDTA-Cr吸附隨著鉻初始濃度的增加而增大，復(fù)鞣廢水制備的樣品吸附效果相對主鞣廢水沉淀物吸附劑具有更大優(yōu)勢，最大吸附量可達(dá)到109mg/g。
　　(4)從前期本課題所制備的氫氧化物吸附劑及所制備各吸附劑中挑選吸附效果相對較高的物質(zhì)Al(OH)3、Al-Ti，在實(shí)驗(yàn)室三相分離流化床反應(yīng)器上對比進(jìn)行了對EDTA-Cr及離子態(tài)Cr(Ⅲ)的動(dòng)態(tài)吸附試驗(yàn)。
　　首先從反應(yīng)器

6、的水力學(xué)特性研究中得到，當(dāng)流量為4.8L/h、曝氣量為3.4L/min時(shí)，平均停留時(shí)間為57.7min，最接近理論停留時(shí)間。
　　然后在確定的流量、曝氣量條件下，進(jìn)水樣并投加吸附劑。在反應(yīng)器的實(shí)際運(yùn)行中，對于EDTA-Cr，加入10gAl(OH)3后未達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，但其對于離子態(tài)鉻Cr(Ⅲ)的吸附能力很好。從數(shù)據(jù)中可以看出，連續(xù)反應(yīng)7h反應(yīng)器的出水仍符合國家標(biāo)準(zhǔn)，而且吸附能力仍然很好。
　　經(jīng)過一系列實(shí)驗(yàn)研究，得到