膠原纖維負載鋯對廢水中氟的去除

更新時間：2012-11-15 21:45 來源：化學與生物工程作者: 閱讀：1181

摘要:以膠原纖維為基質負載Zr(Ⅳ)制備新型吸附劑膠原纖維負載鋯(ZrCF),將其用于高濃度含氟冶煉廢水中氟的去除,考察了鹽度、硬度對除氟效果的影響,優(yōu)化了吸附劑用量、吸附次數(shù)、初始pH值、接觸時間等工藝條件,并進行了固定床吸附實驗。結果表明,鹽度、硬度對除氟效果影響不大;連續(xù)8次投加ZrCF 0.1g可以使出水氟離子濃度達到國家規(guī)定排放標準;連續(xù)分批投加吸附劑比一次投加足量吸附劑效果更佳;當廢水溶液的初始pH值大于5.95、接觸時間為4h時,出水氟離子濃度均可以達到排放標準;固定床吸附實驗發(fā)現(xiàn)穿透點到達飽和的速度很快,表明ZrCF對氟的吸附床利用率高。

關鍵詞: 膠原纖維負載鋯(ZrCF), 廢水, 氟

氟對于人類健康是一柄雙刃劍［１］，氟含量過低或過高都會對人體造成很大的危害。當氟的攝入量不足時，易患齲齒病，但若長期飲用含氟量過高的水，極易出現(xiàn)氟中毒，引起頭疼、頭暈、耐力下降［２］。地方性氟中毒引發(fā)的氟骨病是世界上分布最廣的地方病之一，至少有２５個國家曾報道過流行氟骨病，１９９３年印度３２個邦中有１５個被認為有氟骨病流行［３］。

水體中高濃度的氟是造成氟骨病廣泛流行的主要原因。除了自然來源造成水體中氟濃度過高以外，隨著工業(yè)的發(fā)展，人為污染已經(jīng)成為水體氟污染的重要原因。含氟礦石的開采及加工、氟化物的合成、金屬冶煉、鋁電解、焦炭、玻璃、電鍍、農(nóng)藥、化肥、化工、電子等行業(yè)排放的廢水中常含有高濃度的氟化物，造成地下水源的污染［４～６］。

目前主要的除氟方法有：化學沉淀法、混凝沉降法、離子交換法、吸附法等［７，８］。其中最為常用的化學沉淀法操作簡便、成本低，但處理后廢水的懸浮物含量高，而且氟含量往往達不到排放標準［我國的國家標準規(guī)定（一級）廢水中的氟濃度不得超過１０ｍｇ•Ｌ－１［９，１０］］。吸附法是處理低濃度含氟廢水的有效方法，常用的吸附劑有活性氧化鋁［１１］、斜發(fā)沸石［１２］、活性炭［１３］等，但這些吸附材料的吸附容量不高，且再生困難。近年來的研究表明，某些金屬元素的水合氧化物對氟離子有較高的吸附容量和選擇性［１４，１５］，將這些金屬離子負載在適宜的基質上制備氟的吸附材料成為研究的熱點之一。膠原纖維是結構性蛋白質，含豐富的羧基、氨基和羥基，可以與某些金屬離子形成穩(wěn)定的配合物［１６］。作者在此以膠原纖維為基質材料負載Ｚｒ（Ⅳ）制備了新型吸附劑膠原纖維負載鋯（ＺｒＣＦ），并研究了這類吸附材料對廢水中高濃度氟的吸附特性

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