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工业废水中含硫阴离子的处理 张罡 应化0707 学号 200761211 摘 要 随着工业的迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。其中，在电镀、炼焦、金属冶炼、农药、制革、印染等工业废水中存在着大量的硫氰根离子、硫代硫酸根离子等含硫阴离子，这些含硫工业废水对生态环境造成了很大的污染，严重危害着生物体的健康繁衍，因此积极寻求行之有效的脱除方法迫在眉睫[1]。工业废水的处理虽然早在19世纪末已经开始，并且在随后的半个世纪进行了大量的试验研究和生产实践，但是由于许多工业废水成分复杂，性质多变，至今仍有一些技术问题没有完全解决。目前，常见的含硫废水的处理方法有氧化法（如空气氧化法、湿式空气氧化法、超临界水氧化法等）、碱吸收法和沉淀法[2]。而层状氢氧化物的焙烧产物可作为一种吸附剂，应用于水处理领域。双金属氧化物（LDO）是层状双金属氢氧化物（LDH）的焙烧产物，它比其前驱物有更大的比表面积，且具有结构“记忆”效应。即在水环境中重新吸收阴离子使其恢复原有的层状结构。迄今为止，人们对于LDO的研究主要是考察LDH焙烧前后晶体结构、孔结构、比表面和碱性的变化，并利用其碱性及大比表面这一特点研究其吸附性能[1]。双金属氧化物（LDO）具有吸附容量高、价格低廉、无二次污染等优点，是一种绿色环保型的水处理吸附剂。因此，可将层状双羟基复合金属氧化物焙烧产物用于含硫废水的处理。 关键字：层状氢氧化物 吸附 焙烧 含硫阴离子 1.污染物的来源及危害 硫氰根离子和硫化物广泛存在于电镀、炼焦、金属冶炼、农药、制革、印染等工业废水中，这些废水的大量排放，对环境造成了极大的污染。 （1）硫氰根离子的来源及危害 硫氰根离子(SCN-)广泛存在于电镀、炼焦、金属冶炼、农药、印染等工业废水中，其毒性虽然比氰化物要小，但是当SCN-含量达到一定程度后，会严重污染水生动植物的生态环境。另外，SCN-废水经氯化后，会产生毒性很大的氯化氰(CNCl)，同样对生物体和自然环境产生严重的危害。人体饮用或长期接触SCN-含量偏高的水质会引起中毒，SCN-中毒轻者导致人头昏不适，重者会引起全身损伤性疾病，常常表现为多系统、多器官性损伤。 （2）硫化物的来源及危害 炼油、制药、印染、制革、造纸等行业的生产过程中都会产生大量的含硫废水，含硫污水的排放造成了严重的后果：水体含有的硫化物有毒性、腐蚀性，并具臭味，不仅直接影响人体的健康，还会和水体或空气中的某些物质发生化学反应；生成H2S、SO2等有害气体，它们不但会污染大气，还会造成酸雨等一系列较严重的危害。硫化氢毒性较大，对水生生物具有较强的杀生能力。在通风条件不充分的情况下，当其集聚到一定浓度时，会对操作人员产生毒害作用。此外，硫化物废 水排放到水体中后，会与水体中的铁类金属反应，使水体发臭发黑，所以国家对含硫废水有严格的排放标准。 2.双金属氧化物的结构和性能 随着人们对LDH的深入研究，近年来通过以LDH为前体经焙烧制备LDO也越来越受到重视[3]。 （1）LDO的结构与组成 前体LDH在500℃左右焙烧形成的双金属氧化物，简称为LDO，它具有与 二价金属氧化物相似的晶体结构，其组成通式为: M2+1-xM3+xO(OH)x 其中，M2+=Mg2+、Ni2+、Ca2+、Zn2+、Cu2+等；M3+ = A3+、Fe3+等[4]。 （2）LDO的性能 LDO的制备过程决定了其微观均匀性好，且可以通过调变前体粒子的结构 来控制其结构及性能: a.化学组成的可调控性 通过调变前体LDH的层板组成，将M2+和M3+用其他同价、半径相近的金属离子代替，焙烧后则形成新的LDO；且通过调变前体层板二价和三价金属阳离子的比例可调控LDO中金属元素的比例。 b.晶粒尺寸及分布的可调控性 LDO的粒子大小及粒径分布可以通过调变前体的晶粒尺寸及分布来调控，也就是说可通过改变前体的合成方法、合成条件而得以控制。 c.结构复原性能 LDO放入空气中或在水和二氧化碳存在的条件下，又能恢复原有结构，形成层间阴离子为CO32-的LDH[4]。同样，如果LDO放在适当的溶液中就会恢复为层间阴离子为溶液阴离子的类LDH，例如恢复为层间是相当大的有机阴离子柱撑LDH[5]。另外，镁铝LDO因还具有酸碱双功能性、大比表面积、催化性能等性能而成为具有广阔应用前景的新型催化材料，得到了较多的关注。 3.废水中硫阴离子的去除方法 （1）氧化法 硫化物具有还原性，易与氧化剂作用，因此废水中的硫化物可以通过氧化反应生成单质硫或硫酸盐得以去除。常见的氧化法主要有空气氧化法、湿式氧化法和超临界水氧化法。 （2）空气氧化法 空气氧化法主要是利用空气中的氧气氧化废水中有机物和还原性物质，从而达到处理含硫废