茶樹菇廢菌體對(duì)水中Cr(VI)吸附的響應(yīng)面優(yōu)化及機(jī)理研究.pdf

1、近年來，隨著工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人口基數(shù)日益加大，產(chǎn)生的污水量不斷遞增，水污染日益嚴(yán)重，使水資源受到嚴(yán)重威脅，甚至危害到人們的生命健康。各種工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生的含重金屬離子廢水，就其處理難度和危害性而言，是難生物降解的廢水，且具有較大的毒性，個(gè)別還具有生物富集效應(yīng)，最終通過生物鏈可能造成人體中毒，危害到人體安全。在各種重金屬污染事件中，Cr(Ⅵ)作為污染因子已越來越多，嚴(yán)重影響了周圍動(dòng)植物及人類的健康，因此，對(duì)廢水中的Cr(Ⅵ)進(jìn)行處

2、理勢(shì)在必行。目前用于去除廢水中Cr(Ⅵ)的主要方法有：化學(xué)處理法、物理處理法和生物處理法等，當(dāng)前研究較多的是用生物吸附劑進(jìn)行吸附，其具有來源廣、吸附能力強(qiáng)、易于分離回收重金屬等特點(diǎn)，所以開發(fā)高效、價(jià)廉的吸附劑一直是廣大科研工作者追求的目標(biāo)。
　　 本實(shí)驗(yàn)用茶樹菇廢菌體作為吸附劑對(duì)溶液中Cr(Ⅵ)進(jìn)行吸附，研究了該吸附劑對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附性能。用單因素靜態(tài)實(shí)驗(yàn)對(duì)影響吸附的五個(gè)主要因素：pH值、Cr(Ⅵ)初始濃度、反應(yīng)時(shí)間、攪拌速度

3、和吸附劑用量進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，采用BBD(Box-Behnken design)法對(duì)茶樹菇廢菌體吸附水中Cr(Ⅵ)的過程進(jìn)行了優(yōu)化，設(shè)定5個(gè)影響因子分別為pH值、Cr(Ⅵ)初始濃度、反應(yīng)時(shí)間、攪拌速度和吸附劑用量，響應(yīng)值為Cr(Ⅵ)的去除率，并對(duì)吸附過程的熱力學(xué)特征、動(dòng)力學(xué)特征及吸附機(jī)理進(jìn)行了初步探究。結(jié)果表明，各個(gè)因素對(duì)其影響效果不一，各自呈現(xiàn)不同規(guī)律；影響廢菌體吸附Cr(Ⅵ)的顯著性因素是pH值、Cr(Ⅵ)初始濃度和吸附劑用量，相對(duì)來

4、說pH值的影響作用尤為明顯；廢菌體對(duì)Cr(Ⅵ)吸附的最佳條件為pH值1.19，Cr(Ⅵ)初始濃度為148.58mg/L，反應(yīng)時(shí)間為89.02min，攪拌速度為180.12r/min，吸附劑用量為10.90g/L，在此條件下，實(shí)測(cè)Cr(Ⅵ)的去除率達(dá)96％以上；用Langmuir、Freundlich及Dubinin-Raduskevich吸附等溫模型對(duì)吸附過程進(jìn)行擬合發(fā)現(xiàn)：Langmuir吸附等溫模型可以很好地反映茶樹菇廢菌體對(duì)Cr(Ⅵ

5、)的吸附特性，在室溫下最大去除效率為46.95mg/g；對(duì)表觀熱力學(xué)參數(shù)ΔG、ΔS及ΔH的計(jì)算表明，廢菌體對(duì)Cr(Ⅵ)吸附為吸熱的自發(fā)過程，并且吸附過程增加了體系的混亂度；用準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)廢菌體的吸附行為進(jìn)行擬合發(fā)現(xiàn)，準(zhǔn)二次動(dòng)力學(xué)模型能很好的描述茶樹菇廢菌體對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附，擬合相關(guān)性系數(shù)為：R2=0.972；最后結(jié)合FTIR圖，對(duì)吸附機(jī)理進(jìn)行了探討，發(fā)現(xiàn)茶樹菇廢菌體對(duì)水中Cr(Ⅵ)的吸附以物理吸附為主，并伴有部