稀土水处理方面的应用

稀土水处理方面的应用

摘要：本文介绍了近年来稀土金属在废水处理中的应用，研究概况了用稀土制备各种稀土型吸附剂来处理生活中的污水废水，为保护环境提供了有力保障。并且对有关的用稀土金属处理污水的文献进行了归纳比较,展望了稀土在此方面的发展趋势。

关键词：稀土吸附剂污水处理

Abstrct：This paper presents recent rare earth application in wastewater treatment, the use of rare earth preparation of various rare earth adsorbent to deal with life in the wastewater, has provided the powerful safeguard to protect environment. And on the use of rare earth metals in sewage treatment are summarized and compared with literature, discussed in the aspects of the development trend of rare earth.

Key words: rare earth ；adsorbent ；wastewater treatment

水资源贫乏一直是我国面临的一大难题，尤其是近年来随着国

内经济的迅速发展，用水量急剧上升，水资源的污染也日趋严重。工业水处理技术对于节约水资源、减少水污染等具有重要意义。因此，随着工业水处理及环境保护要求地不断提高，我国的水处理剂的品种不断丰富，性能不断提高。尤其是稀土在环境保护中所起的作用越来越明显。稀土元素具有特殊的电子结构和独特的物理—化学特性,已

获得广泛的应用。近年来的研究显示,稀土特异的催化性能及吸附性能不仅在工业、农业等方面具有独特而显著的功效,而且在水污染治理中发挥着不可替代的作用[1]。

稀土在我国最丰富的战略资源，它是很多高精尖产业所必不可少原料，中国有不少战略资源如铁矿等贫乏，但稀土资源却非常丰富。我国是名副其实的世界第一大稀土资源国，已探明的稀土资源量约6588万吨。我国稀土资源不但储量丰富，而且还具有矿种和稀土元素齐全、稀土品位及矿点分布合理等优势，为中国稀土工业的发展奠定了坚实的基础。稀土用途广泛，可以使用稀土的功能材料种类繁多，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义[2]。

本文综述了利用稀土金属制备吸附剂，以及怎样它们应用在污水处理方面。

一 .稀土吸附剂处理污水

1 .稀土吸附剂的制备

程韵波[3]等人发明的一种稀土吸附剂及其制备方法,包括以下步骤,(1)配液:选取含稀土元素的化合物,溶解于蒸馏水中,配成稀土元素浓度为0.2～0.6wt%的循环稀土溶液;(2)附载浸渍:将载体放

入固定床反应器或流化床反应器,以线速为1～3m/h的循环稀土溶液

进行常温附载处理,载体与循环稀土溶液重量比为1∶20～50,附载1～3小时后,用碱液调节pH值,使得循环稀土溶液pH值在8～12之间,

同时将固定床反应器或流化床反应器中线速调至3～8m/h,再附载1～

3小时,然后再常温静置浸渍5～7小时;(3)干燥焙烧:将附载后的载体放入焙烧炉中,先进行干燥处理,干燥温度是100～120℃,干燥半小时,然后再以升温速率为每分钟10-15℃升温焙烧,最终焙烧温度是300～550℃,焙烧时间0.5～2小时,冷却后,制得颗粒状稀土吸附剂。

另一种稀土吸附剂及其制备方法,将含稀土元素的化合物,包

括氯化镧、氯化铈、氯化钪、氯化钇、氯化镨、硝酸镧、硝酸铈、硝酸钪、硝酸钇、硝酸镨中的一种,配制成稀土元素浓度为0.2～0.6wt%的稀土溶液,将载体,包括硅藻土、黏土、膨润土、氧化铝、浮石、陶瓷、沸石、蛭石、高岭土、炉渣中的一种,在稀土溶液中附载浸渍,

再经干燥焙烧工序处理后,得到球体或圆柱体的稀土吸附剂。该稀土吸附剂能够应用于多种废水的治理,尤其是水体氮磷污染的治理,吸

附容量达20-30mg/g,吸附剂吸附饱和后经再生可继续使用。

2.稀土吸附剂的污水处理中的作用

稀土型吸附剂在处理含磷，含氮氨、含砷、含氟、含镉等的废水中起到了越来越重要的作用[4]。本文主要说明稀土吸附剂对氮氨氟废水的处理。

（1）氨氮的介绍及其危害

氨是一种无色气体，有强烈的刺激气味。极易溶于水。氮是一种具有生物活性的化学物质；水中的非离子氨(-NH，)对水生生物有毒性影响。氮氨可以降低水体中溶解氧的浓度，在枯水期间较高浓度的氮氨会使自来水处理运行困难，造成饮用水上网异味甚至完全不能饮用。加速水体富营养化，造成河流湖泊水华和近海海域赤潮[ 5.

6 ]。因此，当水体中的氨氮(NH，一N)超过国家《地表水环境质量标准}GHZB．1999中的Ⅲ类标准时，就会造成水体富营养化，破坏水体使用功能[7]。

（2）稀土型吸附剂处理氮氨废水

陈玉保等[8]对其去除生活污水中的氨氮进行的研究表明：研制的稀土吸附剂适用于处理弱酸性生活污水。他以分子筛为载体、负载镧制备稀土复合吸附剂，，并对模拟含氮生活污水进行了实验研究，在模拟生活污水含氨氮质量浓度20 mg/L,pH=3—7，吸附剂投加量3 g/L，吸附剂吸附2 h条下氨氮的去除率可以达到97％，出水pH在60—85之间，吸附剂饱和容量为6．46 mg/L。结果表明在脱氮后溶液的ph发生了较大的变化。稀土型吸附剂在脱氮的同时，吸附剂表面有羟基释放带溶液中，导致溶液ph值增大。脱氮后，溶液的ph值均在6-9之间，达到了废水的外排标准。稀土型吸附剂简化了工艺流程，还节约了成本。

以往去除氨氮的方法如生化法、吹脱法等在工程实践中应用很少，近年来，国内开展了天然沸石及改性沸石去除水中氨氮的研究[9]。江喆等[10]通过程渍一干燥．焙烧法制备了负载镧氧化物的稀土吸附剂，探讨了改性沸石吸附氨氮的效果，考察了该吸附剂对水中氨氮的吸附性能，实验结果表明：在镧离子浓度为0.05mol/L焙烧温度为500度时，吸附剂的吸附效果最佳；采用该吸附剂处理含氮氨模拟废水，当废水ph为8-10，吸附剂加入量为4g/L，反应时间为四小时时，氮氨去除率可达到85%以上。