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本文主要研究了Cu2+在活性污泥上的吸附,主要探讨了:(1)单独Cu2+在活性污泥上的吸附性能(2)Pb2+存在时对Cu2+在活性污泥上吸附特性的影响(3)十四烷基二甲基苄基氯化铵(C14BDMA)存在时对Cu2+在活性污泥上吸附特性的影响(4)十二烷基苯磺酸钠(LAS)存在时对Cu2+在活性污泥上吸附特性的影响(5)Cu2+在活性污泥上的吸附机理。实验主要结果:
(1)活性污泥对Cu2+的吸附无论Pb2+、C14BDMA、LAS存在与否,30min均能达吸附平衡。对单独Cu2+体系的实验数据用伪一级动力学模型和伪二级动力学模型进行拟合,结果表明吸附过程符合伪二级动力学模型。
(2)不同温度时,Cu2+在活性污泥上的吸附均可以很好的用Langmuir和Freundlich吸附等温线模型拟合,随着温度的升高,Cu2+在活性污泥上的吸附量略微增大。10、20和30℃时,利用Langmuir吸附等温线模型拟合的结果为:39.32、42.16和45.52mg/g。热力学计算结果表明,活性污泥对Cu2+的吸附是自发,吸热,自由度增大的过程。
(3)随着溶液中Pb2+起始浓度的增大,Cu2+在活性污泥上的吸附量下(T=20℃)。溶液中Pb2+浓度为5和20mg/L时,Cu2+在活性污泥上的吸附量分别为25.68和19.78mg/g,相对单独Cu2+体系的42.97mg/g,分别下降了40.24%和53.97%。
(4)随着溶液中C14BDMA起始浓度增大,Cu2+在活性污泥上的吸附特性降低,(T=20℃),溶液中C14BDMA的起始浓度为20和100mg/L时,Cu2+在活性污泥上的吸附量分别为34.73和16.75mg/g,比单独Cu2+体系的42.16mg/g,分别下降了17.62%和60.27%。
(5)随着溶液中LAS起始浓度增大,Cu2+在活性污泥上的吸附量增大(T=20℃)。溶液中LAS的起始浓度为5和50mg/L时,Cu2+在活性污泥上的吸附量分别为74.34和91.09mg/g,比单独Cu2+体系的42.16mg/g,分别升高51.34%和85.44%。
(6)pH在1-9范围内,无论溶液中是否存在Pb2+、C14BDMA、LAS,当pH<5时活性污泥对Cu2+的吸附量都随pH增大而增大;当pH>5时,吸附量随着pH的增大而减小,最佳pH=5。
(7)无论溶液中是否存在Pb2+和C14BDMA,活性污泥对Cu2+的吸附量都随着NaCl浓度的升高先降低后维持不变。单独Cu2+的体系,NaCl浓度从0增大到0.25mol/L,Cu2+的吸附量由38.3降到9.2mg/g,降低了79.98%。当LAS时,NaCl的浓度增大,Cu2+在活性污泥上的吸附量也增大,LAS-定时,总体趋势和Pb2+和C14BDMA存在时基本相同。
(8)Zeta电位和阳离子浓度的测定结果表明吸附Cu2+在活性污泥上的吸附过程涉及静电作用、离子交换、离子配对等机理。FTIR光谱分析结果表明活性污泥对Cu2+吸附前后没有检测到变化。