改性活性炭和紅黃土對(duì)重金屬離子的吸附作用.pdf

1、吸附法處理含重金屬離子廢水是一種非常有效的方法，而開發(fā)新型高效廉價(jià)吸附劑是近年來該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本論文研究了用高錳酸鉀改性以提高活性炭（木質(zhì)活性炭和竹炭）吸附性能的方法，并研究了改性炭和一種天然礦物--紅黃土對(duì)重金屬離子的吸附作用，為開發(fā)處理含重金屬廢水的廉價(jià)吸附材料提供依據(jù)。主要結(jié)果如下：
　　 1、研究了改性前后木質(zhì)活性炭對(duì)Cu2+、Cd2+、Zn2+、Cr(III)和Cr(VI)五種重金屬離子的吸附性能。結(jié)果表明：對(duì)于C

2、u2+、Cd2+、Zn2+和Cr(VI)四種離子，0.03mol/L KMnO4改性炭的去除效果最好，但是對(duì)于Cr(III)，0.04mol/L KMnO4改性炭的去除效果最好。經(jīng)過KMnO4改性后，木質(zhì)活性炭對(duì) Cu2+、Cd2+、Zn2+、Cr(III)和Cr(VI)的飽和吸附量分別提高約2.7、1.4、1.2、1.43和1.12倍。木質(zhì)活性炭對(duì)Cu2+、Cd2+、Zn2+的吸附邊曲線均為“S”形，對(duì)于Cr(III)和Cr(VI)的

3、吸附邊曲線分別為“波浪”和“拋物線”形變化。木質(zhì)活性炭對(duì)Cd2+、Zn2+、Cr(III)和Cr(VI)的吸附是吸熱反應(yīng)，其吸附行為均符合Langmuir吸附模型，但對(duì)于Cu2+的吸附符合Frendlich吸附模型。
　　 2、采用動(dòng)態(tài)柱吸附實(shí)驗(yàn)的方法，考察了改性前后木質(zhì)活性炭對(duì)含Cu2+和Zn2+廢水的處理效果，并研究了改性、鹽效應(yīng)和流速等工藝參數(shù)的影響。結(jié)果表明：改性后其穿透曲線明顯右移，去除效果增強(qiáng)；改性炭吸附Cu2+后第

4、一次再生效果較好，但是隨著再生次數(shù)的增多其吸附性能逐漸減弱。當(dāng)BV<25時(shí)，在混合離子溶液中改性炭對(duì)Cu2+和Zn2+的去除效果與在單一離子溶液中相比差別不大；但是當(dāng)BV>25時(shí)，其在混合離子溶液中的去除效果比在單一離子的溶液中均有所減弱。離子強(qiáng)度對(duì)Cu2+的去除具有正協(xié)同效應(yīng)，但對(duì)Zn2+的去除無明顯影響；隨著流速的增大，改性炭對(duì)Cu2+的去除效果變差。
　　 3、比較研究了 KMnO4濃度對(duì)Cu2+在竹炭上吸附率-pH曲線的

5、影響，并研究了KMnO4 改性對(duì)竹炭吸附和解吸附性能的影響。靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)表明，KMnO4 改性使竹炭對(duì) Cu2+吸附率-pH曲線及pH50點(diǎn)向低pH方向偏移，當(dāng) KMnO4 溶液濃度為0.04 mol/L時(shí)，改性效果最好；改性后處理含Cu2+相同濃度廢水其投加量節(jié)省約2倍；竹炭對(duì)Cu2+的吸附均遵循Langmuir吸附模型，在相同Cu2+平衡濃度下，改性竹炭對(duì) Cu2+的吸附量提高約53％；升高溫度明顯提高改性竹炭對(duì)Cu2+的去除效果，

6、40 ℃的飽和吸附量是25℃的1.69倍。KMnO4 改性不僅提高了竹炭吸附水中重金屬離子的能力，并且改善了其解吸再生性能。
　　 4、用天然礦物紅黃土分別處理了含Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr(Ⅲ)和Cd2+的模擬廢水，考察了不同因素對(duì)重金屬離子去除效果的影響，并研究了其解吸性能。結(jié)果表明，紅黃土對(duì)五種離子的吸附率-pH 曲線均呈“S”形，對(duì)Pb2+的吸附是放熱反應(yīng)，但是對(duì)Cu2+、Zn2+、Cr3+和Cd2+是吸熱反應(yīng)；