RM新时代官方网站

  • 石灰-銅鹽-氧化法處理高濃度含砷廢水

    2022-07-07 16:18:38 37

      1、引言

      目前處理廢水中砷主要包括化學(xué)沉淀法、離子交換法、膜法和吸附法等。本實(shí)驗主要運用石灰―銅鹽―氧化法處理高濃度的含砷廢水,希望能夠為含砷廢水的處理提供一種新的有效方法,并通過(guò)實(shí)驗找到銅鹽法處理含砷廢水的最佳工藝,對其進(jìn)一步的研究提供一些有用的參考資料。

      2、材料及方法

      2.1 實(shí)驗原理

      本實(shí)驗通過(guò)化學(xué)沉淀法去除溶液中的砷離子。所用方法為石灰―銅鹽―氧化法。由于三價(jià)砷化合物的毒性和溶解度大于五價(jià)砷化合物的毒性和溶解度,故首先采用曝氣的方法將溶液中的三價(jià)砷離子部分氧化為五價(jià)砷離子,然后用石灰調節溶液中pH值,最后引入銅鹽與砷離子生成三價(jià)砷和五價(jià)砷化合物沉淀,達到去除的目的,實(shí)驗考慮的單因素有曝氣時(shí)間、溶液pH值、銅砷摩爾比以及銅砷反應時(shí)間。在確定各單因素最佳條件之后,采用正交實(shí)驗來(lái)確定最佳的處理工藝流程及步驟。

      2.2 砷的測定方法

      實(shí)驗采用砷鉬藍法測定溶液中三價(jià)砷及五價(jià)砷含量。五價(jià)砷與鉬酸胺作用生成砷鉬酸絡(luò )合物,被抗壞血酸還原成鉬藍,在沸水浴中顯色,顏色的深度與砷含量成正比。新生成的藍色化合物成分尚未明確,大致為H7。三價(jià)砷在同樣條件下則不顯色,必須在酸性溶液中以高錳酸鉀將其氧化成五價(jià)后才能顯色。這一性質(zhì)對污水處理中的脫砷很有用,因為可用來(lái)先測得污水中三價(jià)砷和五價(jià)砷含量,然后據以采取適當措施,可使脫砷效率大大提高。注意事項如下:

      (1)測定擬處理的含砷溶液時(shí),樣品砷含量應在50mL含10~50μg的范圍,以期獲得良好效果,測定方法同上。

      (2)每批試劑做一條標準曲線(xiàn)。

      (3)空白實(shí)驗的吸光度在0.05以上時(shí)(以水作參比),所測得結果已不可靠,應重新配試劑。

      (4)所用的去離子水質(zhì)量不好時(shí),將使鉬酸銨還原成很深的藍色,影響實(shí)驗效果。

      (5)被測液含大量鈣、鎂時(shí),最好使鈣沉淀后再測定,否則影響比色。但混有普通海水時(shí)影響不大。

      (6)本法對酸度要求比較嚴格。應盡可能控制好發(fā)色溶液的體積;試劑要用吸量管添加。以含硫酸量0.8~1.2g/25mL為合適的酸度范圍,低于或高于此范圍均將使實(shí)驗結果波動(dòng)。

      2.3水樣配制方法

      實(shí)驗模擬水樣為As2O3分析純試劑配制而成。準確稱(chēng)取0.1320g三氧化二砷,加水10mL及質(zhì)量分數為3%的氫氧化鈉溶液10mL,于沸水浴中加熱至完全溶解。冷卻后加l~2滴1%酚酞,用稀硫酸中和,用水稀釋至lL容量瓶中。此溶液為100mg/L濃度。再將此溶液移取500mL于另一個(gè)1L容量瓶?jì)?,稀釋至刻度,此溶液含砷即?0mg/L。

      主要成分如表1。

    污水處理設備__全康環(huán)保QKEP

      50mL容量瓶6個(gè),依次加砷標準液(0.01mg/mL)0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL。每個(gè)瓶中加水均補水至10mL。加2mL硫酸(0.5g/mL),用高錳酸鉀(0.01mol/L)氧化,使溶液滴定至微紅色,每2滴高錳酸鉀以0.1mL計。再補加水至22mL,然后加鉬酸銨(0.03g/mL)2mL搖勻,再加抗壞血酸(0.01g/mL)1mL,搖勻,放置沸水浴中煮10分鐘,取出冷卻,稀釋至刻度。于波長(cháng)620nm處,用3cm比色皿,以試劑空白為參比測定吸光度。測得的吸光度值作縱坐標,As含量作橫坐標,繪成五價(jià)砷標準曲線(xiàn)。

      砷濃度由下式計算得:

    污水處理設備__全康環(huán)保QKEP

      式中:a―――由標準曲線(xiàn)查得的砷含量(μg),V―――樣品的體積(mL)。

      3、實(shí)驗結果與討論

      3.1 曝氣時(shí)間對五價(jià)砷含量變化的影響

      分別取200mL含砷模擬水樣于6個(gè)500mL燒杯中,固定曝氣量,依次曝氣30min、1h、1.5h、2h、2.5h、3h,稀釋50倍后測定其吸光度,從而確定其五價(jià)砷的含量。

      測定結果如圖1所示。

    污水處理設備__全康環(huán)保QKEP

      由圖1可知,隨著(zhù)曝氣時(shí)間的增加,五價(jià)砷的含量時(shí)高時(shí)低。當曝氣150分鐘即2.5h時(shí),三價(jià)砷轉化為五價(jià)砷的轉化率最高,為29.33%,考慮到成本等因素,故不再增加曝氣時(shí)間了,分析后選曝氣時(shí)間為2.5h。

      3.2 pH對砷濃度的影響

      分別取200mL含砷模擬水樣于6個(gè)500mL燒杯中,曝氣2.5h后,滴加質(zhì)量分數為5%的石灰乳,依次調節其pH值為7、8、9、10、11、12(分別消耗了石灰乳3.0mL、3.05mL、3.1mL、3.6mL、4.1mL、30.5mL),再分別加入10mL質(zhì)量分數為10%的硫酸銅溶液,搖勻,反應30min后,過(guò)濾,稀釋50倍后測其吸光度,從而確定其砷的含量。

      測定結果如圖2所示。

    污水處理設備__全康環(huán)保QKEP

    污水處理設備__全康環(huán)保QKEP

      由圖2可知,當模擬水樣的pH值在7~11的范圍內時(shí),隨著(zhù)pH值的增加,總砷含量逐漸降低。當pH值為12時(shí),五價(jià)砷含量迅速降低至3.33g,此時(shí)砷的去除率最高,為93.34%??紤]到成本等因素,故不再增加pH值了,分析后選pH值為12。

      3.3 銅砷摩爾比對砷濃度的影響

      分別取100mL含砷模擬水樣于6個(gè)500mL燒杯中,曝氣2.5h后,調節pH值為12,依次加入銅砷摩爾比1、2、5、10、15、20的硫酸銅(CuSO4?5H2O)后,搖勻,反應30min后,過(guò)濾,稀釋10倍后測其吸光度,從而確定其砷的含量。

      測定結果如圖3所示。

    污水處理設備__全康環(huán)保QKEP

      由圖3可知,隨著(zhù)銅砷摩爾比值的增加,砷含量逐漸降低。當銅砷摩爾比值為20時(shí),砷濃度最低,為2.80mg/L,此時(shí)砷的去除率最高,為94.4%??紤]到成本等因素,故不再增加銅砷摩爾比,分析后選銅砷摩爾比值為20。

      3.4 投加硫酸銅后反應時(shí)間對砷濃度的影響

      分別取100mL含砷模擬水樣于6個(gè)500mL燒杯中,曝氣2.5h后,調節其pH值為12,再加入銅砷摩爾比為20的硫酸銅(CuSO4?5H2O),搖勻,依次反應30min、1h、1.5h、2h、2.5h、3h后,過(guò)濾,稀釋10倍后測其吸光度,從而確定其砷的含量。

      測定結果如圖4所示。

    污水處理設備__全康環(huán)保QKEP

      由圖4可知,隨著(zhù)反應時(shí)間的延長(cháng),砷的含量并無(wú)太大的變化。故反應時(shí)間對砷的去除率無(wú)較大影響。

      綜上所述,各最佳單因素值分別是:曝氣時(shí)間為2.5h,pH值為12,銅砷摩爾比為20,而投加硫酸銅后的反應時(shí)間對砷的去除率并無(wú)較大影響。

      3.5 正交試驗

      按正交實(shí)驗設計表來(lái)安排實(shí)驗,實(shí)驗所得結果用極差分析法分析。極差分析法的優(yōu)點(diǎn)是對實(shí)驗結果作少量的計算,就能直接比較出最佳的各因素水平組合。正交實(shí)驗結果和極差分析如表2所示。

    污水處理設備__全康環(huán)保QKEP

      一般來(lái)說(shuō),各列的極差(R)是不相等的,這說(shuō)明各因素的水平改變對實(shí)驗結果的影響是不相同的,極差越大,表示該列因素的數值在實(shí)驗范圍內的變化,會(huì )導致實(shí)驗指標在數值上有更大的變化,所以在極差最大的那一列,就是因素的水平對試驗結果影響最大的因素,也就是最主要的因素。從表2所得的極差大小(RC>RB>RA)可以看出,各影響因素從主到次的順序為:銅砷摩爾比、pH值、曝氣時(shí)間,這說(shuō)明銅砷摩爾比是本次實(shí)驗的最大影響因素。由表2可知,最佳工藝條件組合為:A2、B1、C2,即:選擇曝氣時(shí)間為2.5h、pH值為11.5、銅砷摩爾比為20。

      4、結論

      本次實(shí)驗主要運用石灰―銅鹽―氧化法處理高濃度的含砷廢水,希望能夠為含砷廢水的處理提供一種新的有效方法,并通過(guò)實(shí)驗找到了銅鹽法處理含砷廢水的最佳工藝,以及對其進(jìn)一步的研究提供一些有用的參考資料。

      經(jīng)單因素實(shí)驗得出,本實(shí)驗的最佳單因素條件為:曝氣時(shí)間2.5h、pH值12、銅砷摩爾比20,并且,投加硫酸銅后反應時(shí)間對砷去除率并無(wú)較大的影響。經(jīng)正交實(shí)驗得出,最佳工藝組合為:曝氣時(shí)間2.0h、pH值12.5、銅砷摩爾比20,此時(shí)的砷去除率為98.66%。(來(lái)源:國家城市供水水質(zhì)監測網(wǎng)貴陽(yáng)監測站)

    RM新时代官方网站
  • rm新时代爆单 新时代手机平台官网 RM新时代正规网址 rm新时代是什么时候开始的 新时代官方下载 RM新时代新项目 新时代app官方版下载 rm新时代靠谱吗 RM新时代|首入球时间 RM新时代官方网站|首入球时间