利用速生桉葉去除廢水中重金屬的研究.pdf

1、含重金屬離子廢水的處理已成為當(dāng)今環(huán)境保護(hù)的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。隨著工業(yè)的快速發(fā)展，重金屬廢水的排放總量逐年增長，若未經(jīng)處理達(dá)標(biāo)即排放，對人類健康和生態(tài)系統(tǒng)將造成不良影響。本研究利用廣西當(dāng)?shù)氐拇笞诹謽I(yè)廢棄物-速生桉葉(Fast-growing Eucalyptus leaf,FEL)從水中去除以陰離子形式存在的Cr(Ⅵ)和以陽離子形式存在的Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)等重金屬離子。探索研究水中重金屬離子去除效果的主要影響

2、因素，還研究不同處理條件的FEL對Cr(Ⅵ)去除效果的影響，并對重金屬去除機(jī)理及實際應(yīng)用的可行性進(jìn)行探討，對FEL在電鍍鋅銅廢水處理中的應(yīng)用潛力進(jìn)行初步探索。
　　 研究結(jié)果表明：
　　 (1)對以陰離子形式存在的Cr(Ⅵ)，吸附實驗結(jié)果表明：溫度、pH值和固液接觸時間等因素影響較大；由正交實驗得出：當(dāng)pH=6，溫度為75℃，振蕩速度為90r·min-1，吸附固液比為10 g·L-1時，1h后吸附到達(dá)平衡，單位吸附量為4

3、.482mg·g-1。采用Langmuir吸附等溫模型和Freundlich吸附等溫模型擬合FEL吸附劑對Cr(Ⅵ)的吸附，得到相關(guān)系數(shù)分別為R2=0.994和R2=0.9839，表明吸附過程并非單一表面吸附，吸附劑表面非均質(zhì)；吸附過程可以用二級速率方程進(jìn)行描述，在實驗的溫度下相關(guān)系數(shù)R2≥0.9988。吸附柱實驗表明接觸時間為100min即可達(dá)到穿透點(diǎn)(C1/C0=1)，處理效果與溶液初始pH值密切相關(guān)，還與離子初始濃度及過柱流速等因

4、素有關(guān)。FEL的不同處理條件對去除Cr(Ⅵ)效果有顯著影響，葉片顆粒大小、烘干溫度、烘干時長、樹葉葉齡及采摘后的存儲時間等都是主要影響因素。葉片顆粒越小、葉齡越老、存儲時間越短，處理Cr(Ⅵ)效果越好。這是因為葉片顆粒越小，比表面積越大，提供的結(jié)合點(diǎn)位越多，越有利于金屬離子的吸附去除；其他影響因素主要與樹葉活性組分相關(guān)，不同烘干溫度和不同烘干時長、不同葉齡和采摘后不同存儲時間，會使樹葉的含水率及所含單寧等活性物質(zhì)成分發(fā)生變化。
　

5、　 (2)對以陽離子形式存在的Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的批實驗表明：FEL投加量、離子初始濃度、初始溶液pH值和接觸時間均對吸附效果有顯著影響。Langmuir和Freundlich吸附等溫模型可以用于描述Cd(Ⅱ)的吸附過程，后者(R2=0.9996)略優(yōu)于前者(R2=0.9658)；Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附等溫模型擬合效果為R2(Freundlich)>R2(Temkin)>R2(Langmuir)，這暗

6、示著吸附均為非均質(zhì)表面吸附且化學(xué)吸附占主導(dǎo)作用。FEL對Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附過程均能采用二級動力學(xué)方程描述，相關(guān)系數(shù)在各種實驗溫度下均達(dá)0.99以上，而在低溫反應(yīng)體系中，Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附過程也符合一級動力學(xué)模型；各實驗溫度下，對Zn(Ⅱ)的吸附過程采用一級動力學(xué)、二級動力學(xué)和Elovich都可得到較好的擬合結(jié)果。Pb(Ⅱ)熱力學(xué)結(jié)果與Cr(Ⅵ)-致，說明FEL處理Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)為自發(fā)的吸熱過程，C

7、d(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附受體系溫度的影響不大。Cd(Ⅱ)、Pb(H)和Zn(Ⅱ)三種陽離子吸附體系中的競爭吸附結(jié)果表明Cd(Ⅱ)-Zn(Ⅱ)具有協(xié)同作用，而Cd(Ⅱ)-Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)-Pb(Ⅱ)體系顯示的是拮抗作用。對電鍍廢水中一定濃度的Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)去除率為55％以上。
　　 (3)采用紅外光譜(FTIR)及掃描電鏡-能譜(SEM-EDS)表征吸附重金屬前后的FEL，材料表面的多孔性及其所含官能團(tuán)結(jié)構(gòu)(-CO