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前言

鋅是人體安康不可短少的元素，它普遍存在于人體肌肉及骨骼中，但是含量甚微，假如超量就會(huì)發(fā)作嚴(yán)重結(jié)果。含鋅廢水對(duì)人體安康和環(huán)境有嚴(yán)重危害，具有耐久性、毒性大、污染嚴(yán)重等特性，一旦進(jìn)入環(huán)境后不能被生物降解，大多數(shù)參與食物鏈循環(huán)，并最終在生物體內(nèi)積聚，毀壞生物體正常生理代謝活動(dòng)，危害人體安康。隨著人類對(duì)重金屬的開采、冶煉、加工等制造活動(dòng)的日益增加，產(chǎn)生的重金屬?gòu)U水無論是從數(shù)量上還是品種上都大大增加，形成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源糜費(fèi)。因而含鋅廢水的管理依然是世界環(huán)保范疇的嚴(yán)重研討課題。目前已開發(fā)應(yīng)用的含鋅工業(yè)廢水處理辦法主要有3種，即化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物法。

但上述辦法都存在一定的局限性。如中和沉淀法處置后，若廢水pH過高，需求中和處置后才可排放。同時(shí)可能多種重金屬共存，當(dāng)廢水中含有Zn、Pb、Sn、Al等兩性金屬時(shí)，pH值偏高，有再溶解的傾向，因而要嚴(yán)厲控制pH值，實(shí)行分段沉淀。同時(shí)，通常含鋅廢水在多數(shù)狀況下含有配合劑，配合劑的存在將障礙氫氧化鋅沉淀的構(gòu)成，所以采用中和沉淀法處置含鋅廢水很難到達(dá)排放規(guī)范。硫化沉淀法中，若參加過量的硫，不只帶來硫的二次污染，而且過量的硫與某些重金屬離子會(huì)生成溶于水的絡(luò)合離子而降低處置效果。鐵氧化法在構(gòu)成鐵氧體過程中需求加熱(約70℃)，能耗較高，處置后鹽度高，而且有不能處置含Hg和絡(luò)合物廢水的缺陷。

文中研討應(yīng)用化學(xué)沉降和沸石吸附組合的辦法處置高濃度電鍍含鋅廢水，不只防止了中和沉淀法種種弊端，而且應(yīng)用自然沸石而無需改性處置就可到達(dá)較好的處置效果。本研討先用化學(xué)法沉降大局部Zn2+，以Zn(OH)2沉淀的方式除去，可煅燒生成ZnO，從而制成Zn(NO3)2或ZnCl2等試劑，有較高的回收應(yīng)用價(jià)值。然后采用沸石實(shí)行吸附處置，使其到達(dá)排放規(guī)范。從而完成廢物的資源化，具有較好的推行應(yīng)用前景。

1·資料與辦法

1．1 實(shí)驗(yàn)所用儀器設(shè)備

AB204－N型電子天平、JJ－4型六聯(lián)電動(dòng)攪拌器、THZ－82型恒溫振蕩器、SHZ－D型循環(huán)水式真空泵、722N型分光光度計(jì)。

1．2 實(shí)驗(yàn)所用試劑

氨水、鹽酸、水乙酸、人造沸石、無水乙酸鈉、雙硫腙。

1．3 廢水水質(zhì)

本實(shí)驗(yàn)所用的廢水來自黃石電鍍有限公司，選用的是制造車間的廢水，Zn2+的含量很高，其水質(zhì)見表1。

1．4 實(shí)驗(yàn)辦法

將高濃度的含Zn2+廢水先實(shí)行化學(xué)沉淀，再將沉淀處置后的廢水用沸石吸附，過濾，取上清液實(shí)行剖析。

1．5 剖析辦法

用雙硫腙分光光度法測(cè)定Zn2+的含量。其測(cè)定原理是:在pH為4．0～5．5的乙酸鹽緩沖介質(zhì)中，Zn2+與雙硫腙構(gòu)成紅色螯合物，該螯合物可被四氯化碳定量萃取，以混色法完成測(cè)定。鋅－雙硫腙螯合物的最大吸收波長(zhǎng)為535nm。用此辦法測(cè)定Zn2+的濃度，以吸光度為縱坐標(biāo)，以Zn2+的濃度為橫坐標(biāo)做規(guī)范曲線，擬合得曲線方程為y=0.442x+0.0014(式中y是吸光度，x是Zn2+的濃度，單位為mg/L)。

2·結(jié)果與討論

2．1 溶液pH值對(duì)化學(xué)沉降處置效果的影響

分別取100mL原水放于9個(gè)250mL燒杯中，依次參加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的氫氧化鈉溶液，調(diào)理溶液pH值分別為7．0、8．0、8．4、9．0、9.5、10.0、10.4、12.5，攪拌平均，靜置，取上清液剖析測(cè)定廢水中Zn2+的剩余濃度，將沉淀抽濾測(cè)其SS，剖析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。向原水中參加氫氧化鈉溶液，Zn2+將以Zn(OH)2的方式沉降，但是當(dāng)參加過量氫氧化鈉溶液，Zn(OH)2將轉(zhuǎn)化為ZnO2－2再次溶解，而分光光度法無法測(cè)出ZnO2－2中的鋅含量，所以應(yīng)該找到Zn(OH)2與氫氧化鈉反響生成Na2ZnO2的臨界pH值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明，當(dāng)溶液pH值為8．4左右時(shí)，溶液中Zn2+濃度疾速降低，而懸浮固體SS并未減少，闡明此時(shí)Zn2+曾經(jīng)大局部沉淀，并有反響生成Na2ZnO2的趨向，所以8．4左右即為臨界pH值。參加恰當(dāng)氫氧化鈉溶液使原水pH值調(diào)至8．4左右，待沉淀完整，靜止分層，取上層清液為后面吸附處置的實(shí)驗(yàn)用水，測(cè)定其pH=8．4，含Zn2+濃度為6.6mg/L。用Zn(OH)2的溶度積作比照計(jì)算，理論上，當(dāng)溶液含Zn2+濃度為6.6mg/L時(shí)，溶液的pH值為7．6，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果略有差異，但相差不大，以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)。

2．2 吸附時(shí)間對(duì)吸附效果的影響

取六份100mL經(jīng)化學(xué)沉降處置后的廢水于六個(gè)250mL燒杯中，再參加質(zhì)量濃度為0.2g/L的沸石，分別攪拌10、20、30、40、50、60min，靜置，取上層清液剖析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖1。

從圖1能夠看出，隨著吸附時(shí)間的增加，Zn2+的去除率逐步增大，吸附時(shí)間為50min時(shí)吸附效果最好，Zn2+的去除率到達(dá)83．5%，Zn2+的剩余濃度為1．29mg/L。吸附時(shí)間過短，反響不充沛，處置效果不佳;吸附時(shí)間過長(zhǎng)，呈現(xiàn)解吸速率大于吸附的現(xiàn)象。后續(xù)實(shí)驗(yàn)吸附時(shí)間為50min。

2．3 吸附劑用量對(duì)吸附效果的影響

取六份100mL經(jīng)化學(xué)沉降后的廢水于六個(gè)250mL燒杯中，再分別參加質(zhì)量濃度為0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3g/L的沸石，攪拌50min，然后靜置，取上清液剖析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。

從圖2能夠看出，隨著沸石用量的增加，Zn2+的去除率逐步增大，沸石用量為0.25g/L時(shí)吸附效果最好。當(dāng)吸附飽和后吸附效果明顯降低，去除率減小。后續(xù)實(shí)驗(yàn)吸附劑用量為0.25g/L。

2．4 pH值對(duì)吸附效果的影響

取100mL經(jīng)化學(xué)沉降后的廢水于六個(gè)250mL燒杯中，調(diào)理pH分別為5．5、6．8、7．5、8．5、9.5、10.5，再分別參加質(zhì)量濃度為0.25g/L的沸石，攪拌50min，靜置，取上清液剖析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3。

從圖3能夠看出，隨著pH的增大，Zn2+的去除率增大，pH為9.5時(shí)吸附效果最好。pH對(duì)吸附質(zhì)在溶液中存在的形態(tài)(電離，絡(luò)合)和溶解度均有影響，因此對(duì)吸附效果有影響。pH為9.5時(shí)吸附效果最好，在實(shí)踐操作中，還需求思索處置后水的排放規(guī)范(pH為6～9)，因而，后續(xù)實(shí)驗(yàn)選擇pH為8～9。

2.5 溫度對(duì)吸附效果的影響

取100mL經(jīng)化學(xué)沉降后的廢水于六個(gè)250mL的燒杯中，調(diào)理pH為8．9，再分別參加質(zhì)量濃度為0.25g/L的沸石，在溫度分別為15、20、25、30、35、40℃的條件下攪拌50min，然后靜置，取上清液剖析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4。

從圖4能夠看出，隨著溫度的增加，吸附效果有所降低。吸附反響為放熱反響，溫度升高會(huì)使反響均衡向著吸熱反響的方向實(shí)行。因而，隨著溫度的增加，吸附效果有所降低。實(shí)踐操作中通常選擇室溫。

2．6 廢水初始Zn2+濃度對(duì)吸附效果的影響

配制初始Zn2+濃度分別為3.81、6.35、9.53、12.7、15.24、19.05mg/L的廢水，各取100mL廢水于6個(gè)250mL燒杯中，再分別參加質(zhì)量濃度為0.25g/L的沸石，攪拌50min，取上清液剖析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖5。

從圖5能夠看出，隨著Zn2+濃度的增加，吸附效果有所降低。由于原水中Zn2+濃度很大，而沸石的吸附容量有限，使得出水不能到達(dá)排放規(guī)范。同時(shí)也闡明了高濃度的含鋅廢水不能直接用吸附法處置，而需求先實(shí)行化學(xué)沉降再實(shí)行吸附處置。

3·結(jié)論

(1)采用化學(xué)沉降和沸石吸附組合工藝處置高濃度含Zn廢水，防止了化學(xué)沉降法的弊端，同時(shí)應(yīng)用豐厚低價(jià)的沸石礦物資源作為吸附資料，提升了處置效果，到達(dá)排放規(guī)范。

(2)沸石對(duì)水相中鋅離子具有良好的吸附性能，廢水pH值是影響處置效果最重要的要素，隨著pH逐步增加，鋅離子的去除率不時(shí)增大。當(dāng)pH為9.5時(shí)鋅離子去除率最高，思索到出水pH值應(yīng)該在6～9之間，所以將pH值調(diào)至6～9為宜。

(3)溫度對(duì)處置效果有一定的影響，思索運(yùn)轉(zhuǎn)本錢，采用室溫即可。

(4)關(guān)于100mL經(jīng)化學(xué)沉降處置后的廢水，沸石的最佳吸附時(shí)間為50min，吸附劑的最佳用量為2.5g/100mL。

(5)Zn2+的去除率隨著廢水Zn2+初始質(zhì)量濃度的增加而呈降低趨向。高濃度的含鋅廢水需求先參加質(zhì)量百分比為10%的氫氧化鈉實(shí)行化學(xué)沉降，投加量為3.7mL/100mL，處置后的Zn2+的濃度為6.6mg/L。

(6)經(jīng)化學(xué)沉降預(yù)處置后廢水中鋅離子的去除率最高可達(dá)88.8%，剩余濃度為0.47mg/L，遠(yuǎn)低于國(guó)家污水綜合排放規(guī)范(GB8978－2002)的一級(jí)規(guī)范。