论文部分内容阅读
镉是五大重金属污染物之一,对人体健康有着极大的危害性。近年来我国各大水体镉污染事件频繁爆发,长江、珠江、湘江等多个流域都存在饮用水水源镉污染隐患。因此,找寻一些能够有效应对水体微量镉污染的方法,分析研究它们的除镉效果、作用机理及其生产应用的可行性,已成为一个迫在眉睫的课题。目前,国内外对于重金属镉的报道大部分是对废水中高浓度镉的去除以及土壤镉污染的研究。研究显示活性炭和粘土矿物对工业废水中浓度较高的镉有着良好的吸附效果,但是其应用于饮用水镉微污染水源的预处理的研究比较少。本文通过静态试验研究了粉末活性炭、膨润土、海泡石与水厂中常用的三种混凝剂(聚合氯化铝、聚合硫酸铁、三氯化铁)联用对水体微量镉的去除效果。根据各种材料和药剂的除镉效能,找出最佳的使用工况,包括最佳投量、最佳吸附-混凝联用组合,最佳吸附预留时间、最佳初始pH值等,分析并探讨其除镉机理。本试验从湘江取水,混合镉标准储备液配制成初始镉浓度约为50μg/L的原水。试验结果表明,三种吸附材料对镉都有一定的去除效果,除镉效率膨润土>海泡石>粉末活性炭。与三种混凝剂联用的效果比较发现,与聚合氯化铝联用时的除镉效果最好,膨润土投加量1g/L,预处理10min,PAC投量20mg/L(以商品质量计),不调节原水pH值,镉去除率约为90%,沉后镉剩余浓度在5μg/L左右。相同条件下增加PAC投量至30mg/L或调节原水pH值为8.0,可保证沉后剩余镉浓度符合国家水质标准。由膨润土与聚合氯化铝联用的正交试验结果可得出对除镉效果的影响能力pH值>膨润土投量>原水温度>聚合氯化铝投量。对三种吸附剂的吸附动力学、吸附等温模型和吸附热力学研究发现,三者对低浓度镉的吸附动力学均符合Lagergren准二级动力学模型;吸附等温模型与Langmuir吸附模型更为吻合;膨润土对低浓度镉的吸附主要以物理吸附为主,海泡石和粉末活性炭对低浓度镉的吸附先以化学吸附为主,当镉浓度增加到一定值时,又以物理吸附为主。