廉价生物材料去除废水中六价铬

廉价生物材料吸附废水中六价铬,实验小组成员：曹宝州董洪榜韩硕梁文英吴川指导老师：楼迎华,六价铬的结构与性质,以铬酸盐(-CrO4)和重铬酸盐(-Cr2O7)形式存在的铬。溶于水，在水体中稳定，在厌氧条件下可还原成三价铬。三价铬和六价铬对人体健康都有害，有致癌作用。但六价铬的毒性更强，大约比三价铬高100倍，更易被人体吸收，并在体内蓄积。工业废水如电镀废液中的铬主要是六价化合物，在排放前需进行处理。,六价铬的来源来源,水中铬主要来自于工业废水,冶金,耐火材料,化工,电镀,制革等工废料.水中以六价铬和三价铬良种价态形式出现六价铬的毒性较强,约为三价铬的100倍,六价铬又主要以铬酸盐的形式存在.据估计，有80种不同行业的工人可能与六价铬接触。各种各样的六价铬化合物分别应用于制革、纺织品生产、印染、颜料以及镀铬等行业中。其他排放铬的途径包括燃油和燃煤、不锈钢焊接、制钢、水泥厂、工业油漆和涂料制造以及冷却塔等。,六价铬的危害,六价铬为吞入性毒物/吸入性极毒物，皮肤接触可能导致过敏；更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久危险性。但这些是六价铬的特性，铬金属、三价或四价铬并不具有这些毒性。六价铬是很容易被人体吸收的，它可通过消化、呼吸道、皮肤及粘膜侵入人体。通过呼吸空气中含有不同浓度的铬酸酐时有不同程度的沙哑、鼻粘膜萎缩，严重时还可使鼻中隔穿孔和支气管扩张等。经消化道侵入时可引起呕吐、腹疼。经皮肤侵入时会产生皮炎和湿疹。危害最大的是长期或短期接触或吸入时有致癌危险。,现有的常用六价铬吸附方法,1硫酸亚铁法废水在反应池中用硫酸调至酸性（可省略），投加FeSO4溶液，使六价铬还原为三价铬，然后投加石灰乳，调节PH值至8-9，进入沉淀池沉淀分离，上清液达到排放标准后可排出回用。方法复杂。操作难度大，成本高。2亚硫酸氢钠法亚硫酸氢钠法处理含铬废水，可以在单独设置的废水处理池中进行，也可以采用设在铬化槽后的槽内进行。方法复杂。操作难度大，成本高。,3铁粉或铁屑法投加铁粉或铁屑于酸性含铬废水中，铁粉或铁屑溶解生成二价铁离子，利用其还原作用，使六价铬还原为三价铬，用碱中和，使之生成氢氧化铬和氢氧化铁沉淀。铁粉或铁屑需在酸性介质中发生氧化还原反应，电镀废水处理前须先酸化。应用化学还原法处理含铬废水，不论废水量多少，含铬浓度高低，都能进行比较完全的处理，操作管理也比较简单方便，应用较为广泛，碱化时一般用石灰，但渣多，用氢氧化钠或碳酸钠，污泥较少，价格销贵。生成的氢氧化铬具有胶凝性质，过滤分离较困难，一般用污泥干化法或压滤机、离心机脱水。,4.防铬机处理法含铬废水在直流电解作用下，铁电极溶解产生二价铁离子，在酸性条件下Fe2+将Cr6+还原成Cr3+，用碱中和，Cr3+在碱性条件下生氢氧化物沉淀，沉淀经过滤后去除。,廉价生物材料吸附六价铬可以改变现有的六价铬处理工艺，使六价铬处理更安全，更简便，更便宜,实验目的,以各种生物材料为原料，研究这些材料在相同的外界条件下，对六价铬离子的吸附性能的大小，找出吸附性能最好的生物材料。,实验原理,生物吸附剂吸附主要是依靠纤维素、半纤维素、木质素以及果胶等结构中的功能性集团，如肽链、羟基、羧基等与水中的金属离子的发生相互作用1461。生物质材料以玉米秸秆为例，其化学结构中所含有的羧基和氨基，都可以成为金属离子的吸附位点。但是，直接利用天然纤维素材料作为水处理吸附剂，其吸附容量较小，选择性也较低，这是因为纤维素分子中存在大量的羟基，使得分子链间以及分子链内部，广泛形成了大量氢键，而这种羟基覆盖的化学结构使得纤维素本身很难溶于一般的有机、无机溶剂中，进而影响了其化学反应的活性，限制了其广泛应用。为了使纤维素能够达到人们所预期的吸附功能，必须对其结构进行化学改性，使之适用范围更广，功能更强。,查阅资料与材料选择,利用学校图书馆，以及网上图书馆，万方等方式，主要参考玉米秸秆的改性及其对六价铬离子吸附性能的研究-陈素红，以及柑橘渣吸附剂对六价铬的吸附性能-谢志刚等，还有稻草秸秆对水中六价铬去除效果的研究-杨建梅等，低成本生物材料吸附六价铬研究进展-陈冠兰等，这些论文为我们提供了大量的理论基础以及重要的实验数据。,查阅资料,材料选择,根据资料以及小组成员与老师讨论之后，初步选取的材料有玉米秸秆，麦秸，稻草，花生壳，瓜子壳，栗子壳，松针，梧桐叶，爬山虎，橙子皮，橘子皮，园柏，冬青等。,经过简易实验，初步筛选，共选出冬青园柏橙子皮瓜子壳爬山虎麦秸六种主要材料，进行进一步实验。,初步筛选图片,实验材料,冬青园柏橙子皮瓜子壳爬山虎麦秸,实验仪器,微型植物粉碎机低温恒温槽热空气消毒箱分光光度计,实验步骤,1.铬标准贮备液准确称取2.8286g重铬酸钾固体于烧杯中，搅拌溶解，转移至1000ml容量瓶中，定容。每毫升贮备液含100ug六价铬。（100mgL）2.铬标准使用液吸取0.5ml铬标准贮备液于50ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。每毫升标准使用液含1.00ug六价铬。（1mgL）3.含混合酸的二苯碳酰二肼溶液准确称取0.2g二苯碳酰二肼，溶于50ml丙酮中，加水稀释至100ml，摇匀。转移至棕色瓶中，依次加入12.5ml浓硫酸和12.5ml浓盐酸，边加边搅拌，摇匀冷却后置于冰箱中保存备用。4.标准曲线的绘制取7支50ml容量瓶，依次加入0，0.2,0.5，1.0，2.0，4.0，8.0，10.0ml铬标准使用液，用水稀释至标线，加入3.0ml含混合酸的二苯碳酰二肼溶液，摇匀，5-10分钟后，于540nm波长处，用1cm或3cm比色皿，以水为参比，测定吸光度并做空白校正。以吸光度为纵坐标，相应六价铬含量为横坐标绘出标准曲线。5.铬的去除率取0.5g的吸附剂放入50ml的100mgL的Cr溶液于100ml锥形瓶中，在30摄氏度的恒温水浴锅中反应三小时，抽取水样，用滤纸过滤。加入3.0ml含混合酸的二苯碳酰二肼溶液，立刻摇匀，静置5分钟后放入比色皿中，用紫外分光光度计在540nm处测吸光度。达到平衡后的铬的吸附量qe（mgg），以及铬的去除率n（%）由下面的公式计算：qe（Co-Ce）VW，n（%）（Co-Ce）Co100%qe：平衡时的吸附能力（mgg）Co，Ce：吸附前和吸附后溶液中铬的含量（mgL）V：溶液体积（L）W：吸附剂投加量（g）,LOREMIPSUMDOLOR,LOREMIPSUMDOLOR,生物材料的吸附性研究,LOREM,LOREM,LOREM,LOREM,LOREM,LOREM,LOREMIPSUMDOLOR,实验总结,通过对这些生物材料吸附性能的研究，找出吸附性能最好