不同果皮处理含Cr（Ⅵ）废水的研究
作者：杨水莲,王树萍,丘惠萍,孙 穗 来源：《现代食品》 2019年第7期
◎ 杨水莲,王树萍,丘惠萍,孙?穗
(广东岭南职业技术学院,广东?广州?510663)
Yang Shuilian, Wang Shuping, Qiu Huiping, Sun?Hui
(Lingnan Institute of Technology, Guangzhou?510663, China)
摘?要:目的:研究不同果皮对废水中Cr(VI)的去除作用。方法:通过将不同果皮制成吸附剂,测定不同果皮对一定浓度的含Cr(Ⅵ)废水的吸附量和吸附率值。结果:实验中所用的果皮火龙果皮、柑橘皮、香蕉皮、柚子皮、柠檬皮及橙子皮均有吸附功能,且吸附效果较好,吸附率火龙果(99%)>橙子皮=柑橘皮(98%)>柠檬皮=柚子皮=香蕉皮(96%)。结论:使用果皮处理含Cr(Ⅵ)废水操作简单,成本低廉,具有良好的市场开发前景。
关键词:果皮;吸附;含Cr(VI)
Abstract:Objective: Study on the effect of adorption of wastewater containing Cr(VI) by different peels Method: The adsorption capacity and adsorption rate of containing Cr(VI) wastewater were determined by making different peels as the adsorbents. Results: The peels used in the experiment, fire dragon skin, citrus peel, banana peel, grapefruit peel, lemon peel, orange peel all have adsorption function and good adsorption effect, the adsorption rate, fire dragon
peel(99%)>orange peel = citrus peel(98%)>lemon peel = Grapefruit peel = banana peel(96%). Conclusion: The use of peel to treat Cr(VI)-containing wastewater is simple, low-cost, and has good market development prospects.
Key words:Peel; Adsorption; Wastewater containing chrome
中图分类号:X703
含铬废水多事有色金属加工厂酸洗水、有色金属冶炼厂除尘排水、矿山排水、选矿厂尾矿排水等工业废水。如果废水处理不妥当,可能会造成人们生活饮用水中铬含量超标,而长期喝铬含量超标的水会对人体造成严重损伤,甚至造成死亡,而且铬也会对环境造成一定破坏。六价铬作为一种有毒的金属元素,其口服致死量约1.5 g,水中六价铬含量超过0.1 mg·L-1就会导致中毒。为防止铬的危害,国家规定,饮用水中六价铬的水平应低于0.05 mg·L-1。排放标准中六价铬为第一类污染物,其水平必须低于0.5 mg·L-1[1-2]。因此,解决废水中六价铬的处理问题迫在眉睫。
含铬废水的处理方法主要有离子交换处理法、电解法、蒸发浓缩法及吸附法等。水果皮如火龙果皮、菠萝皮、香蕉皮等的表面有羟基、羧基、氨基等多种活性官能团,经干燥处理后展现出多孔结构,其表面官能团可与重金属离子络合或成键,与金属离子发生物理吸附和化学吸附,因此,有望成为一种高效的有害金属离子去除剂[3-4]。目前已公开的利用水果皮处理含铬废水的研究文献尚少,该实验对不同的水果皮对含铬废水的吸附去除能力进行了初步探索,以使环境变得更好,做到废物利用,为不同果皮的综合应用提供基础数据。
1?材料与方法
1.1?实验材料
主要材料:火龙果皮、柑橘皮、香蕉皮、柠檬皮及柚子皮。主要试剂:二苯胺磺酸钠、硫酸、硫酸亚铁铵、磷酸、冰乙酸、氨水、重铬酸钾及。主要仪器:恒温磁力搅拌器、超级恒温槽、强力电动搅拌器、马头牌架盘药物天平、电热恒温鼓风干燥器、予华牌循环水真空泵、电子天平、中兴高速万能粉粹机、容量瓶、滴定管、锥形瓶、铁架台、量筒及烧杯。
1.2?实验方法
1.2.1?吸附剂的制备
将果皮用水洗净并晾干,置于真空干燥箱中在100 ℃
干燥3 h,用万能高速粉碎机粉碎成均匀粉粒后备用。
1.2.2?Cr(Ⅵ)溶液的配制
称取于120 ℃干燥2 h的重铬酸钾(K2Cr2O7,优级纯)14.7 g,用水溶解后移入500 mL容量瓶中配制成浓度为0.1 mol·L-1的Cr(VI)储备液。
1.2.3?吸附实验操作步骤
分别称取5 g果皮放入锥形瓶中,加入50 mL浓度为0.1 mol·L-1的Cr(VI)溶液,用HNO3或稀氨水或冰醋酸调节溶液的pH值为碱性,然后将锥形瓶置于磁力搅拌器上进行振荡,振荡速度均为140 r·min-1,在20 ℃下于吸附30 min后取出吸附液,经减压抽滤后,用滴定法计算剩余的Cr(VI)离子浓度。同时做3个平行。
1.2.4?Cr(VI)含量的测定方法[3]
在硫酸—磷酸混合酸介质中消除三价铁的干扰,以浓度为0.005 mol·L-1的二苯胺磺酸钠作指示剂,用硫酸亚铁铵溶液滴定,使六价铬还原成三价铬,过量的硫酸亚铁铵与指示剂反应,至溶液变色(一般呈黑褐色)作为终点。根据硫酸亚铁铵标准溶液的用量计算出溶液中的六价铬含量。反应方程式如式(1)。
6Fe(NH4)2(SO4)2+7H2SO4+2K2CrO4→CrO2(SO4)3
+2K2SO4+6(NH4)SO4+3Fe(SO4)3+8H2O(1)
1.2.5?计算方法
六价铬浓度的计算公式如式(2)。
式(3)(4)中:q—吸附剂的吸附量(mg·g-1);Re—Cr(VI)的吸附率(%);C0一吸附前Cr(VI)的浓度(mol·L-1);Ce一吸附平衡时Cr(VI)的浓度
(mol·L-1);V—吸附溶液的体积(mL);M—重铬酸钾的相对分子质量294。
2?结果与分析
不同水果皮对废水中Cr(VI)的吸附效果如表1所示。
实验结果显示,实验中所用的果皮火龙皮、柑橘皮、香蕉皮、柚子皮、柠檬皮及橙子皮均有吸附功能且吸附效果较好,吸附率的大小顺序为火龙果皮(99%)>橙子皮=柑橘皮(98%)>柠檬皮=柚子皮=香蕉皮(96%)。
3?结论
将水果皮应用于含Cr(Ⅵ)废水的处理中,具有较大的发展潜力。使用果皮处理含Cr(Ⅵ)废水操作简单、成本低廉、效益高且不造成二次污染,具有良好的市场开发前景。
铬是人体所必须的微量重金属元素,但水体中的铬过量会产生毒害作用。近年来,我国工业化迅速发展,排出大量的含铬废水、废渣,在土壤、水体和生物中迁移转化,不仅使环境受到了很大污染,而且对生物体产生了严重的毒害作用,并通过食物链进入人体,从而对人体健康造成重大威胁[5]。本实验是用水果皮来处理六价铬废水,不仅能实现废弃果皮的综合开发和利用,而且能有效减少工业废水中六价铬对环境的污染。应用水果皮对含铬废水进行处理,能有效预防六价铬对人体的伤害,同时给生态环境带来保护伞。积极开展对含铬废水中的铬金属吸附的研究,对保护人体健康有重大意义。
参考文献:
[1]张?欣,周丹华.火龙果皮处理含Cr(Ⅵ)废水的研究[J].江西化工,2016,(2):131-134.
[2]许燕滨,孙水裕.生物除铬(VI)效果及机理探讨[J].水处理技术,2005,31(6):56-59.
[3]孟祥和,胡国飞.重金属废水处理[M].北京:化学工业出版社,2000.
[4]林?安,甘复兴.取代重污染六价铬电镀的技术及应用[J].电镀与涂饰,2004,23(5):30-33.
[5]叶锦韶,尹?华,彭?辉,等.重金属的生物吸附研究进展[J].城市环境与城市生态,2001,14(3);30-32.
