海藻生物吸附劑在電鍍廢水處理中的應(yīng)用研究.pdf

1、本文采用處理過的海藻為生物吸附劑，以含金、銀、銅、鎳等貴重金屬的電鍍廢水為吸附對象，分析了生物吸附等溫線方程及吸附-解吸動力學(xué)變化規(guī)律，同時研究了吸附劑的循環(huán)利用效率，并與先前的研究結(jié)果進(jìn)行了對比。通過對pH、金屬離子初始濃度、吸附劑濃度等影響因子的研究確定其最佳吸附條件，進(jìn)行工廠化海藻生物吸附劑吸附重金屬的中試試驗(yàn)。在現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化最佳吸附條件。通過以上研究工作，對海藻對Au2+、Ag+、Cu2+、Ni2+離子的吸附特性可得出

2、以下結(jié)論： 1．海藻對Au2+、Ag+、Cu2+、Ni2+的吸附，pH值對吸附量有較大影響。海藻藻粉吸附Au2+、Ag+、Cu2+、Ni2+電鍍廢水的最適pH范圍為4.0-6.0。在生物吸附劑用量一定的情況下，金屬離子濃度在5-80 mg/L范圍內(nèi)，隨著Au2+、Ag+、Cu+、Ni2+金屬離子初始濃度的升高，吸附率均有所降低，吸附量均有所升高。超過80 mg/L，吸附率降低得比較明顯。海藻作為吸附劑，在低濃度時，相較于其他物

3、理化學(xué)處理方法更可顯示出其優(yōu)越性。隨著吸附劑濃度的增大，Au2+、Ag+、Cu+、Ni2+的吸附率和吸附量均呈現(xiàn)不同的變化。綜合兩方面原因，實(shí)驗(yàn)可選擇吸附劑濃度為2.50 g/L。這樣即可以達(dá)到對金屬離子良好的吸附效果，又可以節(jié)省藻粉的投入量。因此，選擇pH=6.0、吸附劑濃度為2.50 g/L、粒徑為60 mesh及金屬離子初始濃度小于80 mg/L為適合的吸附條件。 2．海藻吸附Au2+、Ag+、Cu+、Ni2+在開始時均

4、有快速的吸附過程，30分鐘左右基本達(dá)到平衡，表明吸附作用是一個快速的過程。生物吸附過程符合Langumir模型，根據(jù)Langmuir及附等溫模型的計算結(jié)果表明，固定化海藻對Au2+、Ag+、Cu+、Ni2+的最大吸附量分別為0.96、0.53、7.35、38.46 mg/g，海藻對Ni2+離子的親和性比其他離子的大。與先前實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果進(jìn)行對比，結(jié)果表明，共存的Zn2+、Cd2+等金屬離子與Cu2+、Ni2+之間存在競爭吸附，導(dǎo)致Cu+

5、、Ni2+的吸附量下降。 3．Au2+、Ag+、Cu2+、Ni2+在Laminaria japonica上第1階段的吸附進(jìn)行得很快，10 min即達(dá)平衡。隨著時間的推移，Au2+、Ag+、Cu2+、Ni2+的吸附量均略微增加。Au2+、Ag+、Cu+、Ni2+在L．japonica上的吸附可以用準(zhǔn)二級動力學(xué)方程很好地描述(R2分別為0.977、0.995、0.999、0.999)，動力學(xué)參數(shù)k2分別為0.1106、0.3818

6、、0.4589、2.6912 g/(mg·min)，qe分別為2.52、0.54、2.46、8.62 mg/g。與先前實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果進(jìn)行對比，結(jié)果表明，海藻吸附Cu2+、Ni2+平衡時的吸附量qe規(guī)律為：實(shí)驗(yàn)室溶液＞電鍍廢水；準(zhǔn)二級速率常數(shù)k2規(guī)律為：電鍍廢水＞實(shí)驗(yàn)室溶液。 4．用0.1 mol/L的HCl溶液解吸吸附了重金屬的L．japonica效果明顯，能十分迅速的把Au2+、Ag+、Cu2+、Ni2+解吸下來，其解吸過程

7、與吸附過程相似。Au2+、Ag+、Cu2+、Ni2+在L．japonica上的解吸同樣可以用準(zhǔn)二級動力學(xué)方程很好地描述(R2分別為0.999、0.998、0.999、0.999)，動力學(xué)參數(shù)k2分別為10.6508、4.9264、0.6556、0.0312 g/(mg·min)，qe分別為0.20、0.07、0.84、29.41 mg/g。解吸過的藻粉依然有良好的吸附性能，經(jīng)過三次吸附—解吸過程藻粉依然保持著很好的吸附能力。

8、5．從對三個公司重金屬廢水的處理情況來看，對于含重金屬的廢水，藻粉吸附劑表現(xiàn)出了良好的吸附能力，對各種重金屬的吸附率都維持在一個較高的水平，平均吸附總量在120-180 mg/g，處理過廢水中重金屬的濃度基本上可達(dá)到國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)。藻粉吸附劑的再生特性可同時實(shí)現(xiàn)電鍍廢水中貴重金屬的回收以及吸附劑的循環(huán)使用。從福建新文行燈飾有限公司電鍍廢水的循環(huán)利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，貴重金屬的回收率都能維持在一個較高水平，Ni2+、Au2+均達(dá)到了80％以