732鈉型陽離子交換樹脂對(duì)Pb2+的去除特性及機(jī)理研究.pdf

1、鉛是現(xiàn)代工業(yè)中常用的重金屬,由于其不可生物降解且易通過食物鏈富集,對(duì)自然生態(tài)環(huán)境和人體健康都造成了很大的威脅。本課題利用離子交換樹脂處理模擬含鉛廢水和鉛酸電池工業(yè)廢水,通過批次實(shí)驗(yàn)和柱狀實(shí)驗(yàn)研究其對(duì)鉛的去除效果、影響因素、反應(yīng)機(jī)理及其在動(dòng)態(tài)條件下的去除效率,以期為進(jìn)一步的實(shí)踐應(yīng)用提供可靠的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　本研究以732離子交換樹脂對(duì)鉛的交換量作為技術(shù)指標(biāo),在批次實(shí)驗(yàn)中考察了固液比、鉛溶液初始濃度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、離子強(qiáng)度和溶液

2、初始pH值等參數(shù)對(duì)模擬含鉛廢水的去除效果影響,確定反應(yīng)的最佳參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明732離子交換樹脂對(duì)模擬含鉛廢水有很好的去除效果,在適宜的反應(yīng)條件下,其對(duì)鉛的最大交換量可達(dá)到396.8mg/g樹脂。其中,固液比、反應(yīng)溫度、初始pH和離子強(qiáng)度對(duì)樹脂交換量有明顯影響。固液比實(shí)驗(yàn)表明,樹脂與模擬含鉛廢水溶液反應(yīng)的最佳固液比為0.5g/L;溫度實(shí)驗(yàn)表明,溫度升高,樹脂對(duì)鉛離子的交換量也隨之提高;pH實(shí)驗(yàn)表明在不考慮沉淀作用的情況下,pH4.0時(shí),

3、732樹脂對(duì)模擬含鉛廢水的處理效果最佳;離子強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)則表明,樹脂的交換量隨著離子強(qiáng)度的增大而減小。同時(shí),通過反應(yīng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)得到的反應(yīng)平衡時(shí)間為4h。在動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)模擬中,假一階動(dòng)力學(xué)模型、假二階動(dòng)力學(xué)模型和Weber-Morris模型被用來評(píng)價(jià)732樹脂與鉛離子的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程,結(jié)果表明732樹脂對(duì)鉛離子的去除過程與假一階動(dòng)力學(xué)方程的擬合性較好,證實(shí)此反應(yīng)是一個(gè)以表面反應(yīng)為主導(dǎo)的過程。Langmuir等溫線方程和Freundlich等溫線方

4、程則被用于等溫線數(shù)據(jù)分析中,分析結(jié)果表明Langmuir等溫線方程對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合效果更好,這意味著732樹脂與鉛離子的反應(yīng)是一個(gè)單分子層的反應(yīng),這也與動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果一致。
　　此外,本研究還利用柱狀實(shí)驗(yàn)對(duì)732樹脂的性能進(jìn)行了動(dòng)態(tài)驗(yàn)證。在動(dòng)態(tài)條件下(樹脂用量2.0g,過柱流速10mL/min)對(duì)模擬含鉛廢水(Pb2+濃度50mg/L)和實(shí)際廢水(Pb2+44.14mg/L)進(jìn)行去除效果的研究。結(jié)果表明其對(duì)兩種廢水都具有較高的