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在制革行业中,含铬废水主要来源于鞣制部分,对于该部分废水,常采用化学沉淀法来回收利用废水中的铬。加碱沉淀后,能够去除废水中98%的铬,但剩余废水中仍含有少量的铬,使得出水很难达标。因此,对于加碱沉淀后的低浓度含铬废水,需要进一步处理,才能达到国家排放标准(Cr(VI)<0.1mg/L,总铬<1.5mg/L)。对于低浓度含铬废水,常用的处理方法有离子交换法、膜分离法、吸附法等,但这类方法因成本较高,较难在我国大多数企业中推广并应用。近年来,许多学者用各种廉价的材料来作为吸附剂处理废水中的重金属离子,并取得了一定的效果。锆、铝鞣制或多金属结合鞣制是近年来替代铬鞣、赋予成品革的特有属性的一类鞣制工艺,目前已经逐渐在企业中得到应用。该部分废水在经过沉淀处理过程后产生的废弃物主要成分为各种金属的氢氧化物。本课题以非铬鞣废水中的废弃物为目标,针对加碱沉淀处理后的低浓度铬鞣废水,利用非铬鞣废水沉淀物将其进行改性或直接作为吸附剂处理低浓度含铬废水,研究其对Cr3+的吸附性能。制备的吸附材料主要为Zr(OH)4、Al(OH)3、ZrO2、Al2O3-TiO2以及实际鞣制废水沉淀物,分别用上述几种材料作为吸附剂,以Cr3+作为目标污染物,通过对吸附剂的表征和吸附实验结果,研究上述材料对Cr3+的吸附特性,得出如下结果。(1)Zr(OH)4和ZrO2对Cr3+的吸附制备的材料Zr(OH)4的XRD分析表明,500℃烧结3h后可以完全转变成ZrO2。Zr(OH)4和ZrO2对Cr3+的吸附量随着温度的升高而增大,吸附过程均符合Freundlich等温吸附模型;25℃,在实验条件下,Zr(OH)4和ZrO2对Cr3+的吸附量分别可达81.30mg/g和126.7mg/g,在吸附60min左右基本达到吸附平衡,吸附动力学可以利用二级动力学方程进行拟合;Na+、Ca2+在吸附过程中与Cr3+产生竞争作用而降低Cr3+的吸附效率;在pH<4.0时,Cr3+的去除主要为吸附作用,当pH>4.0时,Cr3+的去除为沉淀和吸附的混合过程。材料吸附Cr3+前后的SEM-EDS分析表明,吸附剂表面的OH-等阴离子基团在吸附过程中发挥主要作用。(2)Al(OH)3对溶液中Cr3+的吸附25℃,在实验Cr3+浓度范围内,Cr3+的最大吸附量为49.29mg/g,并且吸附量随着溶液浓度的升高而增大,吸附属于多层吸附,吸附动力学可用二级动力学方程拟合。吸附过程容易受到pH的影响,在pH=7-8时,Cr3+的去除率较高;盐离子Na+、Ca2+对Cr3+的吸附过程存在不同程度的竞争抑制作用,且Ca2+的抑制作用要强于Na+;去除实际铬鞣废液中的Cr3+时,在使用相同吸附剂用量处理相同浓度的Cr3+溶液时,Cr3+的去除率偏低,其原因是实际铬鞣废水的成分复杂,其中的杂质成分会与Cr3+产生竞争吸附。(3)Al2O3-TiO2对溶液中Cr3+的吸附合成的三种Al2O3-TiO2、Al2O3-ZrO2、ZrO2-TiO2吸附剂中,Al2O3-TiO2对Cr3+的吸附效率较高,且在pH=6-10时,Al2O3-TiO2对Cr3+具有比较稳定的吸附去除效率。溶液中Na+对Cr3+的吸附过程有一定的的抑制作用,Ca2+的存在则会促进Al2O3-TiO2对Cr3+的吸附。用H2SO4溶液对已吸附了Cr3+的吸附剂进行脱附,脱附再生三次后,Al2O3-TiO2对Cr3+仍具有较高的吸附能力。(4)实际鞣制废水沉淀物对溶液中Cr3+的吸附实际鞣制废水沉淀物的XPS、XRD及FTIR分析表明,沉淀物主要由Al(OH)3,Al2O3, ZrO2和一些有机物组成,烧结后变为Al2O3, ZrO2和有机物。沉淀物烧结前后对Cr3+均具有一定的吸附效果,烧结后的沉淀物对Cr3+的吸附量略有降低,对Cr3+的吸附为吸热反应。Cr3+吸附过程可以用Langmuir方程和二级动力学方程进行很好的拟合。随着pH值的升高,Cr3+的去除率逐渐增高,当pH=7.0时达到最大;Na+、Ca2+在吸附过程中与Cr3+产生竞争作用而降低Cr3+的吸附效率。