论文部分内容阅读
本文以农业废弃物荔枝皮作为新型吸附材料,利用SEM、FT-IR、Zeta、比表面积以及孔隙率对荔枝皮粉末进行表面分析,研究其表面结构,考察了荔枝皮对污水中常见的五种重金属离子(Pb2+, Cu2+, Cd2+, Zn2+和Ni2+)的去除效果,讨论了不同吸附条件对吸附的影响,并利用响应曲面法对吸附条件进行了优化。此外,还研究了吸附动力学、等温线以、热力学、解吸以及动态吸附方面的内容。本文主要得出以下几点结论：(1)LP对五种重金属离子(Pb2+, Cu2+, Cd2+, Zn2+和Ni2+)的吸附平衡时间、最适pH以及吸附剂量分别为：Pb2+:60min,7.0和20.0g·L-1; Cu2+:5min、7.0和20.0g·L-1; Cd2+:30mim7.0和15.0g·L-1; Zn2+:30min、7.0和15.0g·L-1; Ni2+:10min,6.0和20.0g·L-1。MLP对五种重金属离子(Pb2+, Cu2+, Cd2+, Zn2+和Ni2+)的吸附平衡时间、最适pH以及吸附剂量分别为：Pb2+:60min、7.0和10.0g·L-1; Cu2+:40min,7.0和14.0g·L-1; Cd2+:10min、6.0和15.0g·L-1; Zn2+:10min、6.0和15.0g·L-1; Ni2+:30min,7.0和20.0g·L-1。(2)通过响应曲面进行条件优化分析得出,MLP对cd2+的最佳吸附条件为：接触时间16.19min,吸附剂量5.29g·L-1, pH6.97,去除率为99.98%。(3)通过动力学研究得出,LP和MLP对五种重金属离子(Pb2+, Cu2+, Cd2+, Zn2+和Ni2+)的吸附过程均不符合准一次动力学模型。而准二次动力学模型则可以用来很好的描述该吸附过程。(4)通过吸附等温线研究得出,LP对五种重金属离子(Pb2+,cu2+,cd2+,Zn2+和Ni2+)的吸附过程均符合Freundlich等温线模型。除了LP对Cu2+的吸附不符合Langmuir模型外,LP对Pb2+, Zn2+, Cd2+和Ni2+则均可以用Langmuir模型很好的描述,最大比吸附量依次为：Pb2+>cd2+>Zn2+>Ni2+。MLP对五种重金属离子(Pb2+, Cu2+, Cd2+, Zn2+和Ni2+)的吸附过程均符合Langmuir等温线模型,最大比吸附量依次为：Pb2+>Cd2+>Zn2+>Cu2+>Ni2+.除了MLP对Zn2+的吸附不符合Freundlich模型外,MLP对Pb2+,Cu2+, Cd2+和Ni2+则可以用Freundlich模型很好的描述。(5)通过热力学研究得出,LP对Cu2+和Ni2+的吸附属于非自发的放热反应,对Pb2+, Cd2+和Zn2+的吸附属于自发的放热反应。MLP对Ni2+的吸附属于非自发的放热反应,对Pb2+, Cu2+, Cd2+和Zn2+的吸附属于自发的放热反应。(6)以MLP吸附Pb2+进行吸附—解吸实验得出,MLP对Pb2+的四次解吸后的再吸附能力分别为94.27%、87.94%、86.83%和83.99%,进而说明,MLP具有很好的工程实用价值。(7)通过进行固定床实验得出,改性荔枝皮对Pb(Ⅱ)具有较好的吸附效果,穿透时间随着柱高的降低,流速的增大,以及初始浓度的增大而提前。三者之中,流速和柱高对穿透时间和传质区长度影响较大,Pb(Ⅱ)初始浓度的影响较小。同时,Thomas模型(R2>0.95)能较好的拟合三种影响因素下的穿透曲线,证明了Thomas模型对本实验进行设计和分析的合理性；而BDST模型(R2≈1)可以较准确的预测三种不同因素下的穿透时间。