MnO2氧化去除制革污泥中的Cr(Ⅲ)

第29卷�第4期2010年��7月环�境�化�学ENVIRONMENTALCHEMISTRYVo.l29,No.4July��2010�2009年8月16日收稿.MnO2氧化去除制革污泥中的Cr(�)陈�魏1�徐龙君1�李�礼1�兰叶青2(1�重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室,重庆,400044;2�南京农业大学理学院,南京,210095)摘�要�开展了MnO2化学氧化去除制革污泥中Cr(�)的研究.结果表明,pH为4�0时MnO2处理污泥16h,Cr(�)的溶出率达到90%以上(污泥中总Cr的原始浓度为6548mg�kg-1),但pH>6�0时MnO2基本不能去除污泥中的Cr(�);处理温度升高、MnO2加入量的增大有利于Cr(�)的去除.关键词�制革污泥,氧化,铬,MnO2.��大量的制革污泥长期以来困扰着我国制革业的健康发展.虽有直接利用制革污泥或将制革污泥堆肥后用于农地的做法,但也存在污泥中Cr(�)的潜在释放问题[1,2].只有去除制革污泥中Cr(�),才能保障污泥处置或污泥资源化利用过程的安全.��用无机酸淋滤制革污泥去除Cr(�)是较常见的方法,处理后的污泥酸度高[3,4].用酸处理过程中会产生大量的气泡和还原性气体,如H2S等,对大气环境造成污染.生物淋滤法去除制革污泥中的Cr(�)是一种较为先进的方法,这种方法可消除还原性气体物质的排放,Cr的去除率高[5].然而,生物淋滤后的污泥和滤液的pH一般在2�3之间,需用碱性物质中和处理,另外,生物淋滤所需时间较长.MnO2是土壤和沉积物中常见的活性氧化物.因其结晶度差、比表面积大,对重金属污染元素有很强的吸附能力,同时对Cr(�)有很强的氧化与催化氧化作用.�晶型MnO2对Cr(�)的氧化能力是各种晶型中最强的[6].��本文研究以人工合成的�晶型MnO2作为氧化剂,探讨在弱酸性条件下使制革污泥中Cr(�)转化为Cr(�),而去除Cr(�)后的制革污泥因含有大量的有机物,可作为农用肥料,这为制革污泥的处理和废物利用提供新的途径.1�材料与方法1�1���MnO2晶体的制备����MnO2按Mckennize的方法制备[7],得到的晶体.抽滤并冲洗至滤液中不含氯离子(用AgNO3溶液检验).把制得的晶体加蒸馏水制成MnO2悬浊液(浓度为15�96mg�l-1),5�冰箱保存.1�2�制革污泥的提取��污泥采自浙江某制革废水处理厂的污泥浓缩池.取一定量液状污泥分几次加入250ml离心管,高速离心机(日本日立公司)在6000r�min-1的转速下离心6�7min,得到固状污泥.将固状污泥放入减压干燥器中,在50�的条件下干燥48h,得干污泥样品(待用).干污泥样品采用浓HNO3�浓H2SO4湿法消解,定容后用火焰原子吸收法测定溶液Cr含量;离心后的固状污泥,自然的条件下风干至恒重,得其含水量;污泥中有机物含量测定见参考文献[8];采用Qrion�868pH计(上海分析仪器厂)测液状污泥的pH.污泥理化指标为:总Cr含量6548mg�kg-1;含水量90�0%;有机物含量41�2%;pH7�76%.1�3�MnO2氧化去除制革污泥中Cr(�)的试验��称取0�5000g干污泥分别放入250ml锥形瓶中,加入一定量的MnO2(每次使用需从冰箱中取出密封存放的浑浊液,用磁力搅拌仪搅拌均匀)和醋酸缓冲溶液,反应混合液总体积为64�00m,l四组686�环��境��化��学29卷不同的反应条件列于表1,每组做重复实验.反应体系的pH值控制为弱酸性或中性,分别为4�0、5�0、6�0和7�0.根据相关文献结果[9],MnO2加入的反应体系体积分别为4ml(MnO2与污泥中总Cr的质量比为20�1)、8ml(MnO2与污泥中总Cr的质量比为40�1)、12ml(MnO2与污泥中总Cr的质量比为60�1).试验温度为室温.表1�MnO2氧化去除制革污泥中Cr(�)的试验设计Table1�ExperimentaldesignforremovalofCr(�)fromtannerysludgebyMnO2组数水平MnO2/ml温度/�pHA24/0254B44254/5/6/7C34/8/12254D3425/35/4541�4�测试方法��污泥中的总Cr含量�取污泥放入多功能消化器,加入浓硫酸和浓硝酸,在180�的温度条件下,消煮2h.取出冷却后,加一定量蒸馏水稀释并过滤,过滤液用蒸馏水定容,作为待测液.吸取待测液,用0�1mol�l-1盐酸定容后,采用原子吸收光谱仪180�80型(日本日立公司)测定Cr吸光度,得出总Cr含量.��悬浮液中的Cr(�)浓度�在不同时刻用注射器吸取2ml污泥和MnO2悬浮液,过0�45�m滤膜除去颗粒物,吸取滤液1�00ml注入比色管