【正文】 子交換法以及蒸發(fā)法和吸附法。化學(xué)沉淀法是當(dāng)前去除重金屬最常用的方法。然而，這種方法卻有很大的缺點(diǎn)，其會(huì)產(chǎn)生很多有毒的沉淀物，運(yùn)用掩埋法處理這些沉淀物，會(huì)使成本不斷增加，而且，最重要的是會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生很大的影響。因此改變處理方法和還原這些金屬是很重要的。吸附法，用在這里是個(gè)統(tǒng)稱，其包括很多方法，如離子交換法和表面絡(luò)合法等等。在許多廢水處理計(jì)劃中，它被認(rèn)為是一個(gè)很好的解決方法?；钚蕴?，生物量和離子交換是普遍用來去除重金屬的。鉻被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中,包括電鍍和腐蝕劑在冷卻水塔中。鉻鹽則被廣泛應(yīng)用于皮革工業(yè)。離子交換法是處理制革工業(yè)廢水中鉻的最有效的方法。鉻被分解為兩種穩(wěn)定的氧化態(tài)，鉻（III）和鉻（VI）。鉻（VI）特別受人關(guān)注，因?yàn)檫@種形式的鉻對(duì)人類健康的危害非常大。含有鉻的工業(yè)廢料是很容易進(jìn)入到水中的，如電鍍，鞣革，水泥，鋼材和攝影。鉻在溶液中存在不同的化學(xué)形式，如在紡織和制革廢棄物中可能含有六價(jià)鉻或者三價(jià)鉻，而電鍍及金屬表面處理廢物中，主要含有三價(jià)鉻.鎘是最有毒性的重金屬之一，它不是生物體所需要的元素。這種元素在自然界中含量較少，但由于人們的生產(chǎn)生活導(dǎo)致了這種元素的急劇增加。鎘存在于冶金合金，陶瓷，電鍍，攝影，顏料工程，紡織品和印刷業(yè)等化學(xué)工業(yè)的工業(yè)廢水和礦井廢水中。去除廢水中鎘的方法主要有沉淀法，絮凝法，吸附法，活性炭過濾和離子交換法等。Amberlite IR 120是一種凝膠型聚苯乙烯，磺化強(qiáng)陽離子交換樹脂。Rohm和Haas研究表明它的主要優(yōu)點(diǎn)是具有優(yōu)異的物理性，化學(xué)性和熱穩(wěn)定性，以及良好的離子交換動(dòng)力學(xué)和離子交換能力。傳統(tǒng)技術(shù)用于金屬控制有很大的優(yōu)勢，因?yàn)樗麄兡苋コ廴疚?，并能再次利用從廢水中獲得的有用物質(zhì)。本文主要檢驗(yàn)Amberlite樹脂在去除和回收鉻和鎘的最佳條件。2材料與方法，解決方案，樹脂及設(shè)備在本文中用到的是Amberlite IR 120樹脂，是一種強(qiáng)酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂,表1主要表明該樹脂的理化性質(zhì)，表2主要表明樹脂的操作條件。這種樹脂被分為鈉型和氫型兩種形式。在這兩個(gè)條件下，交換容量，水分含量等條件決定了每組實(shí)驗(yàn)。表1Amberlite IR 120的 理化性質(zhì) 功能基團(tuán) 磺酸 操作溫度 攝氏度最高120基質(zhì) 苯乙烯 水分控股能力 %鈉離子形式的樹脂4449 氫離子形式的樹脂4156 最佳條件包括為濃度，pH值，攪拌時(shí)間和樹脂數(shù)量。鉻和鎘的含量是利用Varian公司生產(chǎn)的AA20原子吸收光譜儀測定的。利用空氣/乙炔火焰原子化法測定鉻在水溶液中的含量，其參數(shù)如下，；燈電流7毫安；；空氣/。而鎘的參數(shù)設(shè)置為：；燈電流4毫安；；空氣/。利用Metrohm公司的pH計(jì)（結(jié)合玻璃電極）測定所有樣品的pH值。硫酸鉻[Cr4(SO4)5(OH)2],[Cd(NO3)24H20],HCl,NaCl,NaOH等化學(xué)試劑均為分析純。新的處理方案被用在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中。水在去離子之后，利用MilliQ系統(tǒng)加以提純(Millipore,美國)。表2Amberlite IR 120的操作條件工作流率 BV/V540再生HClH2SO4NaCl流速BV每小時(shí)2822028濃度 %5810水平量 g/L5015060240 80250慢沖洗，BV再生流速2 快沖洗，BV再生流速 48在此溶液中分別放入1M HCl和NaOH并反復(fù)3次，這樣就可以去除在準(zhǔn)備階段溶液中產(chǎn)生的溶劑殘留（溶劑和功能性的試劑）。樣品最終被轉(zhuǎn)化為鈉和氫的形式。在此樹脂中放入1g的離子交換劑并在110℃加熱一小時(shí)，并在干燥器中冷卻，且稱重，直到恒重為止。對(duì)于鈉離子型樹脂和氫離子型的樹脂，其離子交換能力均可利用層析柱技術(shù)進(jìn)行測定。加入3g樣品到玻璃柱，樹脂濃度被稀釋為20mg/L，鉻和鎘溶液以2BV/h流動(dòng)，該結(jié)果在表3中給出。表3樹脂的交換容量和水分含量Amberlite IR 120鈉離子形式氫離子形式能力（eq/L）(柱)能力（eq/L）（滴定法）水分含量 （%） 這種樹脂是用來去除鉻和鎘的，并采用間歇法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。濃度，pH值，攪拌時(shí)間和樹脂量被發(fā)現(xiàn)是決定最佳條件的主要因素。（pH值為5）。在每組實(shí)驗(yàn)中攪拌速度為2000r/min。所有的操作都在室溫條件下進(jìn)行，過濾后液體中鉻和鎘含量用吸收光譜法測量。3實(shí)驗(yàn)結(jié)果 IR 120的使用條件鉻（III）和鎘（II）溶液的濃度對(duì)于兩種不同的離子形式的樹脂（pH=）分別選定在2至50mg/L之間,。溶液濃度對(duì)金屬吸附的影響在圖1給出。（250rag/L）。這種樹脂吸附鎘比吸附鉻的效果好一點(diǎn)。在開始的濃度標(biāo)準(zhǔn)表明鈉形式的樹脂有較高的吸附性，%%的鉻（鈉離子形式的樹脂）。本實(shí)驗(yàn)選出了最合適的濃度為20mg/L.金屬余量（%） 濃度（mg/L）圖1 濃度對(duì)重金屬吸附的影響（鈉離子形式）金屬余量（%） 濃度（mg/L）圖2 濃度對(duì)金屬吸附的影響（氫離子形式）本實(shí)驗(yàn)pH值的范圍為210。由于金屬會(huì)發(fā)生沉淀，所以pH值不宜過高。pH值對(duì)金屬吸附的影響在圖3和圖4中表明。鈉離子形式下，對(duì)鎘的吸附遠(yuǎn)高于對(duì)鉻的吸收。由于pH值大于6時(shí)，鉻會(huì)發(fā)生沉淀。在這種PH值的情況下，%，%。%%。 金屬余量（%） 圖3 pH對(duì)金對(duì)重金屬吸附的影響（鈉離子形式）金屬余量（%）圖4 pH對(duì)金屬吸附的影響（氫離子形式）攪拌時(shí)間的范圍為560分鐘。攪拌時(shí)間對(duì)吸附作用的影響在圖5和圖6中給出。得出結(jié)論：兩種金屬在鈉離子形式的樹脂下，攪拌時(shí)間對(duì)金屬余量沒有影響。而在氫離子形式下，對(duì)鎘的吸附性隨攪拌時(shí)間的增加而增加。而對(duì)鉻的吸附性在這種情況下基本沒有什么變化。所以這種形式的樹脂最佳攪拌時(shí)間為20分鐘。金屬余量（%） 攪拌時(shí)間(min)圖5 攪拌時(shí)間對(duì)金屬吸附的影響（鈉氫離子形式）金屬余量（%） 攪拌時(shí)間(min)圖6 攪拌時(shí)間對(duì)金屬吸附的影響（氫離子形式）樹脂的數(shù)量對(duì)兩種金屬的吸附性都有影響，樹脂的數(shù)量介于501000mg。結(jié)果在圖7和圖8給出。結(jié)果表明吸附出來的鉻在開始階段是低于鎘的數(shù)量，但鉻卻隨著鈉離子形式的樹脂的增加而增加；而在氫離子形式的樹脂中對(duì)鎘的吸附作用比對(duì)鉻的吸附作用弱。該樹脂的交換容量和水分含量對(duì)兩種離子的影響見表3。金屬余量（%） 樹脂數(shù)量(mg)圖7 樹脂數(shù)量對(duì)金屬吸附的影響（鈉離子形式）金屬余量（%） 樹脂數(shù)量(mg)圖8 樹脂數(shù)量對(duì)金屬吸附的影響（氫離子形式）4結(jié)論根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果和以前所有用陽離子交換樹脂去除鉻和鎘的實(shí)踐表明，Amberlite IR 120是一種強(qiáng)陽離子樹脂，具有很好的交換能力和效率。Amberlite IR 120通常在鈉離子的形式下效果更好。實(shí)驗(yàn)的最佳條件為濃度為20mg/L,，攪拌時(shí)間為20分鐘，樹脂數(shù)量為100mg，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Amberlite IR 120樹脂是一種很強(qiáng)的陽離子樹脂，在去除和回收鉻和鎘的過程中效果