改性沸石去除水中鎳的實驗研究

2016-08-11 06:37:39曲爽

企業技術開發·下旬刊 2016年7期

曲爽

摘要：鎳對人體健康有嚴重危害，為探索含鎳廢水處理方法，采用分光光度法研究了改性沸石的除鎳效果。探討了吸附時間、吸附溫度、水樣酸度等因素對廢水中Ni2+去除效果的影響。

關鍵詞：廢水處理；改性沸石；吸附；鎳

中圖分類號：TQ085.412 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）21-0175-02

1 概述

改性沸石是含網架狀結構的鋁硅酸鹽礦物，其內部多孔，比表面積較大，具有良好的吸附和離子交換性能，因此是一種天然的廉價吸附劑[1]。吸附法因材料價廉易得、去除效果好，近年來的研究主要集中在尋求更為合適的新型廉價吸附材料[2]。沸石[3]是自然界中廣泛存在的一種硅鋁酸鹽礦，是吸附重金屬離子的吸附能力較好的極性吸附劑。影響沸石吸附能力的主要因素有溫度、污染物濃度、時間、pH等。

本研究的主要內容：

①研究吸附時間對改性沸石去除鎳離子效果的影響；

②研究吸附溫度對改性沸石去除鎳離子效果的影響；

③研究pH值對改性沸石去除鎳離子效果的影響；

④研究水樣中Ni2+濃度對改性沸石去除鎳離子效果的影響。

2 實驗過程

2.1 檢測方法

2.1.1 工作曲線的繪制

在六個50 mL容量瓶中，分別加入已稀釋的標準Ni2+溶液（0.1 mg/ml），再分別依次加入1 ml丁二酮肟，2 ml飽和溴水和 5 ml濃氨水，用蒸餾水稀釋至刻度，混勻。用1 cm比色皿在470 nm處以空白樣品作參比液，用分光光度計測量其吸光度。

將所得數據以濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標作工作曲線，三次平行實驗的測定結果，見表1。

取上述三次平行實驗數據的平均值。濃度——吸光度實驗數據，見表2。

根據上表繪制出一條標準工作曲線，如圖1所示。

2.1.2 樣品的測定

取20 ml已處理好的待測鎳樣品溶液于50 ml容量瓶中，依次加入1 ml丁二酮肟，2 ml飽和溴水和5 ml濃氨水，用蒸餾水稀釋至刻度、混勻。在上述相同條件下測定其吸光度。利用工作曲線找出被測樣品中的濃度。

2.2 研究各影響因素對鎳去除效果的影響

①取制備的5 mg/L的含鎳廢水于5個相同的錐形瓶中，在錐形瓶中倒入25 ml含鎳的廢水樣品，再分別加入2.5 g改性沸石，吸附不同時間后，分別取20 ml上清液置于5個50 ml容量瓶中，依次加入1 ml丁二酮肟、2 ml飽和溴水和5 ml濃氨水，再用蒸餾水稀釋至標線，分別測量其吸光度，結果，見表3。

②在錐形瓶中倒入50 ml含鎳的廢水樣品，再分別加入2.5 g改性沸石，在不同溫度的水浴鍋中吸附，吸附后，分別取20ml上清液置于5個50 ml容量瓶中，依次加入1 ml丁二酮肟、2 ml飽和溴水和5 ml濃氨水，再用蒸餾水稀釋至標線，分別測量其吸光度，結果見表4。

③在錐形瓶中倒入25 ml含鎳的廢水樣品，再分別加入2.5 g改性沸石，分別調節其pH值，吸附后，分別取20 ml上清液置于5個50 ml容量瓶中，依次加入1 ml丁二酮肟、2 ml飽和溴水和5 ml濃氨水，再用蒸餾水稀釋至標線，分別測量其吸光度，結果見表5。

2.3 結果與討論

2.3.1 吸附時間對鎳去除率的影響

隨著吸附時間的延長，廢水中Ni2+的去除率逐漸增加，在0～75 min內去除率增加較快，25 min時，吸附率是2.5 %，50 min時Ni2+去除率已達39.5 %，75 min時達70 %，在150 min時去除率已經達到80.5 %， 200 min時，Ni2+的去除率是80 %。其后繼續延長吸附時間，吸附率趨于穩定。

2.3.2 吸附溫度對鎳去除率的影響

在相同的條件下，隨著吸附溫度的升高，廢水中Ni2+的去除率在20 ～60 ℃增加的幅度較大，由20 ℃的2.5 %增加到60 ℃時的75 %。在溫度為80 ℃時，去除率達到90 %，去除后濃度為0.5 mg/L，因此增加溫度對提高去除率有利。

2.3.3 pH值對鎳去除率的影響

對廢水pH值進行調節后，在pH值為3時，Ni2+的去除效率是0.5 %；

pH值是4時，Ni2+的去除效率是34 %；

當pH值是5時，Ni2+的去除率上升到50 %；

pH值到6時，Ni2+的去除率是69.5 %；

當pH值為7時，Ni2+的去除率已經達到80 %，在研究的pH值范圍內溶液中Ni2+的去除率隨pH值的升高而增大。

但并非pH越高越有利，當廢水中的pH值大于8之后，溶液中的Ni2+會發生沉淀，處理不當時極易引起二次污染

3 結語

采用分光光度法研究吸附時間、吸附溫度、水樣酸度等因素對廢水中Ni2+去除效果的影響，得到以下結論。

改性沸石對含鎳廢水中的鎳具有較強的去除作用，對濃度為5 mg/L的含鎳廢水，按吸附時間為150 min的情況下，鎳去除率可達80.5 %以上；吸附溫度是80 ℃時，鎳去除率達到90 %。