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水体污染是当前面临的严重问题,而重金属是导致水环境污染的主要污染物之一,是降低水质、危害水生态系统的重要因素。近年来利用环境功能材料处理重金属废水已成为研究热点,而开发高效安全、廉价易得的吸附材料更是吸附法的关键。本研究从5种矿物材和4种生物材料中筛选出性能较好的环境功能材料;优化已筛选出的矿物材料膨润土和生物材料蛋壳对模拟电镀废水中Zn、Cu重金属离子的吸附性能及条件,研究其对重金属离子的吸附特征;根据不同方法对其进行改性;并根据苏南小型电镀厂废水的特点,开展环境矿物材料与生物材料在实际电镀废水处理中的应用研究及可行性分析。以期以探索高效廉价的重金属吸附材料和方法。对膨润土、蛋壳及其改性后的吸附重金属效果及影响因素进行静态试验研究,并对膨润土和蛋壳吸附重金属的实际应用与可行性进行了评价。结果表明:膨润土和蛋壳对Cu2+、Zn2+的吸附效果较好,且蛋壳优于膨润土,吸附主要集中在前3h内。膨润土的主要成分是蒙脱石,所以对溶液中重金属离子的吸附作用主要是蒙脱石,蒙脱石对溶液中重金属离子的吸附主要是层间离子交换吸附和表面络合反应吸附。而蛋壳主要成分是碳酸钙,蛋壳的吸附原理与方解石和石灰土相同,蛋壳吸附溶液中重金属离子主要是通过离子交换反应的方式。pH值是影响吸附重金属离子的重要因素,膨润土和蛋壳的吸附效果最佳吸附pH值为610。pH值一方面影响着重金属的存在形式,另一方面也影响到吸附剂的表面的特性。在较低酸性条件下,H+占据了吸附剂表面的吸附位,改变了吸附剂表面的化学结构,从而降低了对重金属离子的吸附;随着pH值的升高,水溶液中H+浓度降低,吸附剂表面的负电荷增加导致吸附位增加,从而迅速提高对重金属离子的吸附能力。当pH值达到一定值时,会产生氢氧化物沉淀,使吸附剂对重金属离子的吸附能力进一步提高。溶液初始浓度、投加量、共存离子均对吸附效果产生一定影响。初始浓度越大,膨润土和蛋壳去除率越低,吸附量越大;随投加量的增多,单位质量膨润土和蛋壳的吸附量呈现下降趋势。Cu2+和Zn2+的共存影响膨润土的吸附量,而蛋壳对Cu2+的专属性吸附更强。采用热改性和钠盐改性均能提高膨润土的吸附量,而蛋壳的吸附量却变化不大。但在改性方法廉价、易操作、不引入其他化学物质及吸附效果方面,热改性技术好于钠盐改性,采用最佳改性条件(400℃改性2h)的膨润土比未改性材料吸附量可提高了8%。Langmuir方程能很好的描述膨润土和蛋壳对模拟重金属废水中Cu2+、Zn2+的等温吸附过程。热改性膨润土的吸附等温线为L型,改性后膨润土对Cu2+和Zn2+的最大平衡吸附量均有所增加。准二级动力学方程对膨润土、蛋壳及热改性膨润土的动力学数据拟合效果最佳。膨润土、蛋壳和热改性膨润土对实际电镀废水进行检验,蛋壳处理效果较膨润土好,蛋壳和热改性膨润土处理电镀废水,Cu2+残留浓度达到排放标准,电镀废水经蛋壳处理后Zn2+残留浓度达到排放标准。