间歇式泡沫分离法去除废水中Cr_的研究_李志洲

间歇式泡沫分离法去除废水中Cr（Ⅵ）的研究李志洲（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西汉中723001）［摘要］采用间歇式泡沫分离法分离废水中的Cr（Ⅵ），系统地考察了废水pH、表面活性剂烷基糖苷（APG）的质量浓度和空气流量对Cr（Ⅵ）脱除效果的影响。实验结果表明：当废水Cr（Ⅵ）质量浓度为20mg/L、处理量为3L时，其最佳工艺条件为pH=5.5、空气流量400mL/min、表面活性剂质量浓度200mg/L和反应时间4h，脱除率为97.91%。根据泡沫分离与化学反应过程在物理行为上的类似性，引入等效的化学反应常数，对实验方法进行了宏观动力学研究。结果表明，该泡沫分离过程可等效为一级反应，其宏观动力学方程为rA=0.4025CA。［关键词］泡沫分离；铬离子；脱除率［中图分类号］X703.1［文献标识码］A［文章编号］1005-829X（2011）02-0037-04Removalofchromium（Ⅵ）fromwaterbybatch-typefoamseparationLiZhizhou（SchoolofChemicalandEnvironmentalScienceofShaanxiUniversityofTechnology，Hanzhong723001，China）Abstract：Batch-typefoamseparationprocesshasbeenusedforremovingchromium(Ⅵ)fromwastewater.TheeffectsofpH，concentrationofsurfactantAPGandgasflowontheremovalrateareinvestigatedsystematically.Theresultsoforthogonalexperimentshowthatwhentheconcentrationofchromiumionsinwateris20mg/L，thehan-dlingcapacityis3L，itsoptimaloperatingconditionsareasfollows：wastewaterpHis5.5，gasflow400mL/min，con-centrationofAPG200mg/L，andreactiontime4h，theremovalratewillbe97.91%.Accordingtothesimilarityofphysicalbehavioroffoamseparationprocessandchemicalreactionprocess，theequivalentchemicalreactioncon-stantisintroduced.Theresultindicatesthattheprocessoffoamseparationcouldberegardedasafirstorderreac-tion.TheMacro-dynamicequationsoftheprocessisrA=0.4025CA.Keywords：foamseparation；chromiumions；removalrate泡沫分离法是一项利用物质在气泡表面上吸附性质的差异进行分离的技术，它最早被用于矿物的浮选〔1-2〕。该技术向含有表面活性剂的溶液中鼓泡形成泡沫层，并将泡沫层与液相主体分离，由于表面活性物质聚集在泡沫层内，因此能与表面活性物质相结合的任何物质都可通过吸附作用得到浓缩，从而达到浓缩表面活性物质或净化液相主体的目的。近年来，该技术被广泛地用于许多不溶性物质和可溶性物质的分离，如溶液中的金属离子、蛋白质、染料、中草药中有效成分等的分离浓缩〔3-7〕。它最大的优点在于低浓度下可达到有效分离，因此适用于溶液中低组分的回收。烷基糖苷（APG）是由糖的半缩醛羟基同醇羟基在酸性催化剂作用下脱水而生成的化合物，是新一代温和、绿色、环保型表面活性剂。APG属非离子表面活性剂，但却兼有非离子和阴离子表面活性剂的优点：表面张力低，起泡能力强，无浊点，易溶于水，易于稀释，无凝胶现象，使用方便，易于生物降解且不会对环境造成污染等〔8〕。铬的开采、冶炼，铬盐的制造，电镀、金属加工、制革、油漆、颜料、印染工业，都会有铬化合物排出；这些含铬废水中以Cr（Ⅵ）的毒性最大，是公认的环境致癌物之一。因此我国对Cr（Ⅵ）含量作了严格规定，工业废水中Cr（Ⅵ）质量浓度应＜0.5mg/L，生活饮用水中Cr（Ⅵ）质量浓度应＜0.05mg/L〔9〕。基于以上原因，去除废水中的Cr（Ⅵ），显得极其重要。笔者以APG为起泡剂，采用间歇式泡沫分离法，对含Cr（Ⅵ）废水进行分离，探讨了浮选塔中各种操作参数对分离效果的影响，并对该法的宏观动力学进行研究，旨在为泡沫分离法去除废水中第31卷第