732鈉型陽離子交換樹脂對Pb2+的去除特性及機理研究.pdf

1、鉛是現(xiàn)代工業(yè)中常用的重金屬,由于其不可生物降解且易通過食物鏈富集,對自然生態(tài)環(huán)境和人體健康都造成了很大的威脅。本課題利用離子交換樹脂處理模擬含鉛廢水和鉛酸電池工業(yè)廢水,通過批次實驗和柱狀實驗研究其對鉛的去除效果、影響因素、反應機理及其在動態(tài)條件下的去除效率,以期為進一步的實踐應用提供可靠的實驗依據(jù)。
　　本研究以732離子交換樹脂對鉛的交換量作為技術(shù)指標,在批次實驗中考察了固液比、鉛溶液初始濃度、反應時間、反應溫度、離子強度和溶液

2、初始pH值等參數(shù)對模擬含鉛廢水的去除效果影響,確定反應的最佳參數(shù)。實驗結(jié)果表明732離子交換樹脂對模擬含鉛廢水有很好的去除效果,在適宜的反應條件下,其對鉛的最大交換量可達到396.8mg/g樹脂。其中,固液比、反應溫度、初始pH和離子強度對樹脂交換量有明顯影響。固液比實驗表明,樹脂與模擬含鉛廢水溶液反應的最佳固液比為0.5g/L;溫度實驗表明,溫度升高,樹脂對鉛離子的交換量也隨之提高;pH實驗表明在不考慮沉淀作用的情況下,pH4.0時,

3、732樹脂對模擬含鉛廢水的處理效果最佳;離子強度實驗則表明,樹脂的交換量隨著離子強度的增大而減小。同時,通過反應時間實驗得到的反應平衡時間為4h。在動力學數(shù)據(jù)模擬中,假一階動力學模型、假二階動力學模型和Weber-Morris模型被用來評價732樹脂與鉛離子的反應動力學過程,結(jié)果表明732樹脂對鉛離子的去除過程與假一階動力學方程的擬合性較好,證實此反應是一個以表面反應為主導的過程。Langmuir等溫線方程和Freundlich等溫線方

4、程則被用于等溫線數(shù)據(jù)分析中,分析結(jié)果表明Langmuir等溫線方程對實驗數(shù)據(jù)擬合效果更好,這意味著732樹脂與鉛離子的反應是一個單分子層的反應,這也與動力學數(shù)據(jù)分析的結(jié)果一致。
　　此外,本研究還利用柱狀實驗對732樹脂的性能進行了動態(tài)驗證。在動態(tài)條件下(樹脂用量2.0g,過柱流速10mL/min)對模擬含鉛廢水(Pb2+濃度50mg/L)和實際廢水(Pb2+44.14mg/L)進行去除效果的研究。結(jié)果表明其對兩種廢水都具有較高的