膠原纖維負(fù)載鋯對廢水中氟的去除
摘要:以膠原纖維為基質(zhì)負(fù)載Zr(Ⅳ)制備新型吸附劑膠原纖維負(fù)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(jìn)行了固定床吸附實驗。結(jié)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(dá)到國家規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn);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(dāng)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(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn);固定床吸附實驗發(fā)現(xiàn)穿透點到達(dá)飽和的速度很快,表明ZrCF對氟的吸附床利用率高。
關(guān)鍵詞: 膠原纖維負(fù)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(dāng)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(rèn)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(xué)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(xué)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(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)［我國的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（一 級）廢 水 中 的 氟 濃 度 不 得 超 過１０ ｍｇ•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(fù)載在適宜的基質(zhì)上制備氟的吸附材料成為研究的熱點之一。膠原纖維是結(jié)構(gòu)性蛋白質(zhì)，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(zhì)材料負(fù)載Ｚｒ（Ⅳ）制備了新型吸附劑膠原纖維負(fù)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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