【摘 要】
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针对重金属污染及农业废弃物的二次利用问题,本文以蛋壳和桔皮为原料制备出吸附剂,并采用三种吸附工艺去除废水中的铅、镉和铜。蛋壳对铅、镉和铜的最大吸附量分别为149.3 mg/g、31.79 mg/g和17.90 mg/g,吸附过程符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附式;桔皮对铅、镉和铜的最大吸附量分别为139.5 mg/g、33.94 mg/g和33.11 mg/g,吸附过程符合拟二级动力
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(51608165);
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针对重金属污染及农业废弃物的二次利用问题,本文以蛋壳和桔皮为原料制备出吸附剂,并采用三种吸附工艺去除废水中的铅、镉和铜。蛋壳对铅、镉和铜的最大吸附量分别为149.3 mg/g、31.79 mg/g和17.90 mg/g,吸附过程符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附式;桔皮对铅、镉和铜的最大吸附量分别为139.5 mg/g、33.94 mg/g和33.11 mg/g,吸附过程符合拟二级动力学模型和Freundlich等温吸附式。所有吸附反应都可自发进行,且是吸热过程。在铅-镉、铅-铜和镉-铜组成的二元体系中,蛋壳和桔皮对各组分的吸附分别符合多组分的E-Langmuir和E-Freundlich吸附等温模型。各组分间相互竞争和抑制,其吸附量均会随竞争组分浓度的升高而降低。镉和铅彼此抑制作用较大。蛋壳做吸附剂时铜受铅的抑制更大,而桔皮做吸附剂时,铜则更容易受镉影响。在铅-镉-铜的三元体系,多组分等温吸附模型无法描述各组分的吸附过程。铅和铜受镉的抑制作用较大。蛋壳做吸附剂时,铜对镉的抑制作用大,而桔皮做吸附剂时铅对镉的抑制明显。分别使用传统吸附、强化吸附和交替分级吸附工艺研究吸附剂对重金属的处理效果。建立了强化吸附工艺和交替分级吸附工艺的理论模型并用于计算出水浓度。同时进行了实验验证模型的准确度以及不同工艺下的重金属去除率。结果表明,三种工艺下吸附剂对重金属的去除率依次提高。以蛋壳和桔皮作为吸附剂,使用传统吸附工艺对铅的平均去除率分别为89.7%和68.7%。使用强化吸附工艺可提升0.9%和4.8%,而采用交替分级吸附工艺可提升3.1%和4.9%;对于镉,传统吸附工艺的平均去除率分别为79.4%和61.8%。强化吸附工艺可使该值提升5.2%和13.8%;交替分级吸附工艺可提升5.3%和20.8%;对于铜,传统吸附工艺平均去除率为82.3%和37.6%;强化吸附工艺可将该值提升6.5%和8.0%;使用交替分级吸附工艺可提升7.1%和19.0%。
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