農(nóng)林廢棄物對廢水中Cr(VI)、Cu2+、Zn2+、Pb2+的吸附特性研究.pdf

1、近年來,我國重金屬污染事件越來越多,嚴(yán)重影響人民群眾的身心健康,國家環(huán)保局表示2010年中國將集中力量綜合整治重金屬污染問題。本研究以尋求廉價(jià)而有效的吸附劑為首要目的,以解決當(dāng)前重金屬廢水治理方法中,能耗大,二次污染嚴(yán)重及成本高的問題。農(nóng)林廢棄物是農(nóng)、林業(yè)生產(chǎn)和加工過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品,具有價(jià)格低、產(chǎn)量大、可再生、再生周期短、可生物降解、環(huán)境友好等諸多優(yōu)點(diǎn),是重要的生物質(zhì)資源。但其利用量不足農(nóng)林廢棄物總量的50％,將農(nóng)林廢棄物用于處理工業(yè)

2、廢水,不僅能夠降低廢水污染,而且還能夠充分利用可再生資源,做到以廢治廢,顯著降低廢水處理成本。本研究的主要內(nèi)容分為以下四個(gè)部分:
　　 (1)選材試驗(yàn):從八種農(nóng)林廢棄物材料選出對Cr(Ⅵ)及總Cr去除效率高、有機(jī)物滲出量少(TOC)的吸附劑,并分析吸附劑的物化性質(zhì)。
　　 (2)研究優(yōu)選吸附劑對模擬廢水中Cr(Ⅵ)的吸附及解吸特性,分別考查吸附劑粒徑、溶液pH值、溫度、Cr(Ⅵ)溶液初始濃度及吸附劑投加量對吸附效果的影響

3、,分析吸附過程的動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)特征,并通過紅外光譜分析吸附劑與Cr(Ⅵ)結(jié)合的機(jī)理。
　　 (3)研究優(yōu)選吸附劑對模擬廢水中Cu2+、Zn2+、Pb2+的吸附及解吸特性,分別考查溶液pH值、吸附劑投加量、反應(yīng)時(shí)間、溶液初始濃度對吸附效果的影響,以及研究不同pH值溶液對達(dá)到吸附平衡吸附劑的解吸效果。
　　 (4)以實(shí)際電鍍廢水為吸附對象,檢驗(yàn)優(yōu)選吸附劑對實(shí)際電鍍廢水中重金屬離子的去除效果。
　　 通過上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)的

4、歸納分析,得到以下結(jié)論:
　　 (1)選材試驗(yàn)結(jié)果表明:從八種農(nóng)林廢棄物中篩選出來的吸附劑為松果,松果粉末在反應(yīng)條件(Cr(Ⅵ)初始濃度50mg/L、pH=2.0、溫度30℃、吸附劑濃度2g/L、反應(yīng)時(shí)間4h)下Cr(Ⅵ)的去除率為100％、總Cr去除率77.29％、有機(jī)物滲出量為26.01mg/L。
　　 (2)Cr(Ⅵ)吸附試驗(yàn)表明:松果粉末對Cr(Ⅵ)有非常好的吸附效果,在溫度30℃、投加量3g/L、粒徑120目、

5、Cr(Ⅵ)濃度約50mg/L條件下,當(dāng)pH值≤2時(shí),只需約15min Cr(Ⅵ)去除率達(dá)到100％,pH=3時(shí),反應(yīng)2h去除率達(dá)80.6％。在試驗(yàn)條件下,吸附劑粒徑越小、溫度越高、pH值越低、投加量越大、Cr(Ⅵ)初始濃度越低越有利于Cr(Ⅵ)的去除。分別用Freundlich和Langmuir模型對吸附等溫線進(jìn)行擬合,發(fā)現(xiàn)Freundlich模型能更好地反映吸附過程特征。解吸試驗(yàn)表明松果粉末與鉻的結(jié)合非常牢固,只有當(dāng)pH≥11,Cr(

6、Ⅵ)才出現(xiàn)少量解吸。紅外光譜分析表明,與Cr相互作用的基團(tuán)主要是氨基、羥基、羧基和硫酸基。
　　 (3)Cu2+、Zn2+、pb2+的吸附試驗(yàn)表明:pH值為5.5～5,Cu2+、Pb2+、Zn2+初始濃度約為25mg/L,時(shí),吸附劑的最佳投加量分別為3、1.5和3g/L。用Lagergren準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)方程擬合數(shù)據(jù),具有非常高的相關(guān)性,R2均大于0.998。用Langmuir和Freundlich方程對吸附等溫線進(jìn)行擬合,具有良

7、好的相關(guān)性,得出松果對Cu2+、Pb2+、Zn2+的最大吸附量分別為9.10、31.65和9.6 mg/g。強(qiáng)酸是一種理想的Cu2+和Zn2+解吸劑。
　　 (4)通過對實(shí)際電鍍廢水的吸附實(shí)驗(yàn)表明:松果是一種良好的吸附材料,首先在條件pH=1.48、溫度25℃、吸附劑投加量3g/L下吸附4h,Cr(Ⅵ)的去除率為100％;然后調(diào)節(jié)pH值至5.0、投加量5g/L、吸附時(shí)間1h,重金屬離子濃度均達(dá)到污水一級排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1