固廢基吸附劑對廢水中重金屬離子的去除性能研究.pdf

1、重金屬廢水對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成嚴重危害，其中Pb(II)和Cr(Ⅵ)是毒性相對較高的重金屬污染物。吸附法工藝簡單，廣泛應用于重金屬廢水的深度處理，其關鍵是低成本高效吸附劑的研發(fā)。粉煤灰和煤矸石是主要的工業(yè)固體廢棄物，長期堆存不僅占用大量土地，而且嚴重污染環(huán)境。以粉煤灰和煤矸石為原料制備吸附劑處理重金屬廢水，既可以實現(xiàn)固廢的資源化利用，又可以為重金屬廢水處理提供一種低成本的高效吸附劑，是一條可持續(xù)發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟路線。
　　本論文

2、主要研究了NaOH改性粉煤灰、煤矸石基活性炭、活性炭-沸石復合材料和含氮多孔炭材料對廢水中Pb(II)和Cr(Ⅵ)吸附性能，詳細考察了吸附條件對其去除效果的影響，確定了處理含Pb(II)和Cr(Ⅵ)廢水的最佳工藝條件，并對其吸附動力學和吸附熱力學特性以及吸附機理進行了探討。主要研究成果如下：
　　1.粉煤灰通過NaOH處理制備了改性粉煤灰，研究了溶液pH值、改性粉煤灰投加量、Pb(II)初始濃度和吸附時間對廢水中Pb(II)去除效

3、果的影響。結(jié)果表明，改性粉煤灰對Pb(II)的去除性能明顯優(yōu)于粉煤灰。在25℃，pH值為4.5，改性粉煤灰投加量10 g/L，吸附30 min時，對初始濃度為50 mg/L~200 mg/L的Pb(II)去除率均可達99％以上。改性粉煤灰對Pb(II)的吸附過程符合Langmuir吸附等溫方程和準二級反應動力學特征，且是自發(fā)的吸熱過程，高溫有利于吸附過程的自發(fā)進行。
　　2.以煤矸石、瀝青和白炭黑為原料制備了煤矸石基活性炭（GBA

4、C）吸附劑，研究了該材料對廢水中Cr(Ⅵ)的吸附性能。研究表明在pH值為2.0，投加量為10 g/L，吸附劑粒徑為60目，吸附時間為20 h，溫度為25℃時，GBAC對100 mg/L的Cr(Ⅵ)的去除率為100%。GBAC對Cr(Ⅵ)的吸附符合Freundlich吸附等溫模型和準二級動力學模型。熱力學研究表明GBAC對Cr(Ⅵ)的吸附是自發(fā)的吸熱過程。
　　3.以煤矸石為主要原料，制備了活性炭-沸石復合材料（AC/X），以三聚氰

5、胺為主要氮源，制備了含氮多孔炭材料（MF）。研究兩種材料對Pb(II)的吸附性能，以及吸附動力學和吸附熱力學特性。結(jié)果表明，AC/X和MF對Pb(II)具有良好的吸附能力，最大吸附量分別為248.12 mg/g和230.30 mg/g。等溫吸附研究表明AC/X和MF對Pb(II)的吸附都更符合Langmuir模型。動力學研究表明AC/X和MF對Pb(II)的吸附都可以用準二級動力學方程來描述。熱力學分析表明AC/X和MF對Pb(II)的