大蒜渣负载型纳米零价铁处理含cuii废水研究

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2018.09.017大蒜渣负载型纳米零价铁处理含Cu(II)废水研究欧阳洪川1，周洪宇2a，李亚强2a，尹衍利2a，刘俊友2a，黄凯2b(1.五矿铜业（湖南）有限公司，湖南衡阳421513；2.北京科技大学，a新兴产业技术研究院，b冶金与生态工程学院，北京100083)摘要：利用大蒜渣负载型纳米零价铁对脱除水中Cu2+的反应行为和效果进行了探索，并对其脱除机理做了探讨。试验发现，在初始Cu2+浓度20mg/L、pH=4，固液比为25mg/15mL的条件下，用负载纳米零价铁的大蒜皮对废水进行吸附，废水中Cu2+的去除效率最高可达9

2、4.15%。关键词：纳米零价铁；Cu(II)；大蒜废弃物；生物吸附中图分类号：X75文献标志码：A文章编号：1007-7545（2018）09-0000-00TreatmentofCu2+-bearingWastewaterwithNanosizedZero-valentIron-loadedGarlicResidualOUYANGHong-chuan1,ZHOUHong-yu2a,LIYa-qiang2a,YINYan-li2a,LIUJun-you2a,HUANGKai2b(1.MinmentalsCopper(Hunan)CompanyLimited,Hengyang421513,

3、Hunan,China;2a.InstituteforAdvancedMaterialsandTechnology,2b.SchoolofMetallurgicalandEcologicalEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,100083,Beijing)Abstract：ReactionbehaviorandeffectofgarlicresidualparticlesloadednanozerovalentirononremovalofCu2+fromwastewaterwereexplored.Theremoval

4、mechanismwasdiscussed.TheresultsshowthatremovalrateofCu2+fromwastewaterisupto94.15%undertheconditionsincludinginitialCu2+concentrationof0.002%,pHvalueof4,andratioofsolidtoliquidof25mg/15mL.Keywords：nanozerovalentiron;Cu(II);garlicresidualparticles;biosorption含铜废水对环境与人体都会造成巨大危害。目前含铜废水处理的方法有化学沉淀法、溶

5、剂萃取法、离子交换法、氧化还原法等。化学沉淀法利用聚丙烯酰胺（PAM）进行沉淀[1-2]，对铜离子平均浓度167mg/L的废水去除率可达99.48%，出水铜离子平均浓度0.8675mg/L。采用溶剂萃取—电积法回收硐坑水中的金属铜[3-5]，铜回收率达到94%，产品为99.99%纯度阴极铜。萃余液中和处理后可达标排放，中和渣浆与一定量絮凝剂作用后，清液达标排放，浓密渣浆量大大减少。利用离子交换树脂对Cu2+的吸附[6-10]，净化后水的Cu2+低于0.1mg/L。氧化还原法[11-12]利用铁屑置换出废水中的铜离子，也可用铁氧体法处理，在pH=10.0、n(Fe2+)/n(Cu2+)=1

6、0、n(Fe3+)/n(Fe2+)=1.5、反应温度30℃、搅拌时间15min的条件下，废水中Cu2+从1600mg/L左右降至1mg/L以下，Cu2+去除率达到99.95%左右，达到GB25467-2010的间接排放标准。对铜废水亦可利用纳米铁粉进行还原处理，其中还原铁粉价廉、易得、无二次污染，且可高效地去除多种水体中的污染物质，如重金属离子、含氯有机物和硝基芳香化合物等[13]。但纳米金属的制备以及应用过程也存在以下几个问题：1）由于纳米零价金属的比表面积较大、磁性较强，使得其在制备以及应用过程中极易发生团聚，从而形成大颗粒，造成其比表面积减小，活性降低，进而很大程度上影响其研究及应

7、用价值；2）由于纳米零价金属颗粒极易发生团聚，导致其在水体中的流动性能变差，导致扩散不均匀，与污染物很难充分接触反应，从而降低了其在实际工程应用的可能性；3）由于纳米零价金属活性很强，极易被氧化，有时甚至会发生“自燃”，这一现象导致对零价铁有效物质的大量损耗及反应活性的降低，从而不能持久降解环境中的污染物。为克服纳米零价金属易团聚缺点，越来越多的研究者对纳米零价铁进行改性。负载纳米零价铁是改性方法之一，它既保持了纳米零价铁的固有特性