活性炭處理含鉻廢水主要是利用其吸附和還原作用,在不同的pH值下,活性炭對六價鉻都有良好的吸附和還原效果。本文簡單介紹不同PH條件下活性炭處理含鉻廢水的原理:
1、pH值為3-4時的作用原理:
據相關資料介紹,活性炭的表面存在大量的含氧基團,如羥基(-OH)。因此,活性炭不單純是游離碳,而且是含碳量多、分子量大的有機分子凝聚體。當pH值為3-4時,由于上述含氧基團的存在(以CXO或CXO2表示含氧基因起吸附作用的符號),其吸附方程可表示如下:含鉻廢水膜離解:
H2O=H++OH
CXO+H2O=C2+X+2OH
CXO2+H2O=CXO2++2OH
CXO+H2O+HCrO-4=CXOHO3Cr++2OH
CXO2+H2O+HCrO-4=CXO2HO3Cr++2OH-
這樣,六價鉻就被吸附在活性炭上。隨著pH值的上升,水溶液中的OH-濃度增大,由于含氧基團與OH-的親和力大于對Cr2O72-的親和力,因此,當pH值大于6時,活性炭表面的吸附位置被OH-奪取,活性炭對六價鉻的吸附能力就下降,甚至不吸附。利用這種規律,用堿就能達到活性炭的再生目的,當pH值降低后,再次恢復活性炭吸附六價鉻的作用。
2、pH值小于3時的作用原理:
此時,六價鉻主要被還原為三價鉻。其反應方程式為:
3C+2Cr2O2-7+16H+=3CO2+4Cr3++8H2O
另外,活性炭還可以吸附水中的氧生成不穩定的中間產物H2O2,而H2O2在酸性條件下又可將六價鉻還原為三價鉻,其反應方程式為:
3H2O2+Cr2O2-7+8H+=2Cr3++3O2!+7H2O
按照上述機理,結合平衡移動原理,可以解釋用活性炭處理含鉻廢水過程中出現的某些現象,如隨水處理量的增加排出水的pH值將連續上升,排出水中六價鉻含量逐漸增多;當用堿溶液解吸時,吸附的水中含六價鉻;當酸溶液解吸時,吸附的水中含有三價鉻。
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