重金属是对生态环境危害极大的一类污染物,废水中的可溶性重金属离子经过水生食物链的富集,最终由水产品进入人体,会给人类带来严重的毒害影响。目前,去除水中重金属离子的方法主要有化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法、电解法和膜过滤法。但是,这些方法存在运行成本高、操作繁琐、易造成二次污染等缺点;另一方面,它们主要适用于处理金属离子浓度较高的废水。当重金属离子浓度低时,处理效率较低。近年来,生物吸附法以其高效、环境友好的特点引起了广大研究者的高度关注。本文利用甘蔗原渣（原渣）和微波作用下尿素改性甘蔗渣（改性渣）为吸附剂,采用静态摇瓶实验,吸附去除废水中低浓度的Cd²⁺和Cr³⁺。本研究对吸附条件进行了优化,探讨了NaCl、CaCl₂、KCl、MgCl₂四种无机盐对吸附的影响;获得了甘蔗渣吸附Cd²⁺。和Cr³⁺的动力学和热力学特征、两种重金属离子的竞争吸附特征;采用HNO₃、HCl为解吸剂,探讨了洗脱剂浓度对解吸能力的影响;并采用红外光谱分析法,对改性前后和吸附重金属离子前后的甘蔗渣进行了表征。获得了如下的研究成果:1.原渣和改性渣吸附Cd²⁺的最佳pH为6,吸附Cr³⁺的最佳pH为4。温度对吸附的影响不显著。两种吸附剂对重金属离子的吸附速率都较高,前5 min的吸附率已超过60%,原渣和改性渣吸附Cd²⁺的平衡时间为2 h,吸附Cr³⁺的平衡时间为12 h左右。Cd²⁺浓度较低时,原渣对Cd²⁺的吸附量随初始浓度的增加而较快增加;Cd²⁺浓度为83 mg/L时,吸附量为4.79 mg·g^-1。在实验的浓度范围内,改性渣吸附Cd²⁺、原渣和改性渣吸附Cr³⁺的量均随初始浓度的增加而持续增大,吸附没有达到饱和。2.吸附热力学参数显示,两种吸附剂吸附Cd²⁺的过程均为放热的物理过程;原渣吸附Cr³⁺的过程为吸热的物理过程,改性渣吸附Cr³⁺的过程为吸热过程,兼有物理吸附和化学吸附。本研究中的所有吸附过程均为自发过程。两种吸附剂吸附Cd²⁺和Cr³⁺的动力学过程均可用二级动力学模型描述,决定系数在0.99以上。两种吸附剂吸附Cd²⁺和Cr³⁺的等温吸附行为均可用Langmuir模型来描述,决定系数在0.99左右。原渣对Cd²⁺、Cr³⁺的最大吸附量分别为4.88 mg/g和6.33 mg/g:改性渣对Cd²⁺、Cr³⁺的最大吸附量分别为12.38 mg/g和23.92 mg/g。通过改性反应,甘蔗渣对这两种离子的吸附能力有了明显的提高。3.废水中Na⁺、Ca²⁺、K⁺、Mg²⁺的不同浓度组合对Cd²⁺的吸附都有一定的促进作用。废水中Ca²⁺的存在对Cr³⁺的吸附有较大的抑制作用。废水中Cr³⁺、Cd²⁺共存时,原渣和改性渣都优先吸附Cr³⁺,对Cd²⁺的吸附量明显降低;Cd²⁺的存在对Cr³⁺的吸附没有明显的影响。4.HCl、HNO₃都能较好地洗脱吸附在原渣上的Cd²⁺,洗脱率在98%以上;但对改性渣上的Cd²⁺洗脱效果不好。HCl、HNO₃对两种吸附剂上的Cr³⁺洗脱效果不好,洗脱率均在15%以下。5.通过对甘蔗渣改性前后、吸附重金属离子前后的红外光谱分析,推断出两种吸附剂吸附金属离子的机理不同:原渣吸附Cd²⁺和Cr³⁺起重要作用的基团是-OH,而改性渣为N-H、C-N和C=O等含氮、氧的官能团。