天然植物材料作為吸附劑處理低濃度重金屬?gòu)U水的研究

【摘要】：重金屬是造成水體污染的一類(lèi)有毒物質(zhì),微量的重金屬即可產(chǎn)生毒性效應(yīng),重金屬對(duì)人體健康的危害是多方面、多層次的,其毒理作用主要表現(xiàn)在降低人體抵抗力等許多方面。重金屬都為非降低型有毒物質(zhì),可沿食物鏈或食物網(wǎng)被生物吸收、蓄集,最終造成人體積累和慢性中毒。水體中重金屬污染監(jiān)測(cè)與防治一直是環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)。人們不斷地開(kāi)發(fā)、改進(jìn)治理重金屬?gòu)U水的方法和技術(shù),產(chǎn)生了如物理法、化學(xué)法、生物化學(xué)法等處理方法。生物吸附法處理重金屬?gòu)U水是一種很有潛力的新型重金屬?gòu)U水處理技術(shù)。它具有在低濃度下金屬離子可以被選擇性去除、處理效率高、pH值和溫度條件范圍寬、投資小、運(yùn)行費(fèi)用低以及可有效地回收一些貴重金屬等優(yōu)點(diǎn)。一些廉價(jià)的植物材料直接用作吸附劑吸附廢水中的重金屬離子,這些材料包括:麥草、玉米軸穗、玉米莖桿、稻殼、大麥殼、碎木片、棕桐果枝、鋸屑、樹(shù)皮、樹(shù)葉、椰殼纖維、香蕉木髓、蔗渣木髓、水生植物等。中國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中的國(guó)家,研發(fā)經(jīng)濟(jì)高效的重金屬?gòu)U水處理新技術(shù)尤為重要。在國(guó)內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上,本文以花生殼、稻谷殼、木屑這些植物材料作為吸附劑吸附廢水中的Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)。探討了重金屬離子初始濃度、吸附時(shí)間、pH、吸附劑用量對(duì)吸附效率的影響,并初步探討了吸附機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,三種吸附劑對(duì)重金屬離子初始濃度低的廢水均有較高的吸附效率,其中花生殼的吸附效果最好。實(shí)驗(yàn)證明:金屬離子的初始濃度、吸附時(shí)間、pH、吸附劑用量對(duì)吸附效率都會(huì)產(chǎn)生影響。其中,pH對(duì)吸附效率的影響最為明顯?；ㄉ鷼の街亟饘匐x子,吸附速度非?？?在短時(shí)間內(nèi)就可以達(dá)到吸附平衡。太低的pH,吸附劑用量過(guò)多,對(duì)吸附不利?；ㄉ鷼?duì)三種重金屬的去除效率依次為Pb>Zn>Cu?；ㄉ鷼?duì)Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)的吸附等溫線基本符合Langmuir模式。實(shí)驗(yàn)中,雖然花生殼對(duì)水中低濃度的重金屬離子有良好的吸附效果,但是因?yàn)榛ㄉ鷼ぶ羞€含有較多的水溶性有機(jī)色素,經(jīng)浸泡后,有色物質(zhì)流出,處理過(guò)的水樣,從淺棕色到黃褐色都有一定程度的染色,這樣,用花生殼處理過(guò)的重金屬?gòu)U水需要再次處理,造成了資源和能源的浪費(fèi),花生殼處理含重金屬?gòu)U水的優(yōu)勢(shì)也大打折扣。對(duì)花生殼進(jìn)行改性處理。改性過(guò)的花生殼可以阻斷有色物質(zhì)的流出,保持花生殼的有效成分,提高化學(xué)穩(wěn)定性。采用酸性甲醛溶液對(duì)花生殼進(jìn)行了改性,并以去除水中Pb~(2+)為參考標(biāo)準(zhǔn),探討了花生殼改性制備重金屬吸附劑的工藝,獲得較佳的改性工藝條件。本文也研究了用環(huán)氧氯丙烷來(lái)交聯(lián)處理樹(shù)皮,以改善樹(shù)皮的化學(xué)穩(wěn)定性,并討論其改性的最佳條件以及對(duì)重金屬離子的吸附性能。由試驗(yàn)結(jié)果得知,該改性樹(shù)皮的適宜處理?xiàng)l件為:NaOH0.5mol/L,改性溫度為50℃,加入環(huán)氧氯丙烷量為30ml,改性過(guò)的樹(shù)皮對(duì)初始濃度不同的Cu~(2+)的吸附效率比未改性的樹(shù)皮有所提高。通過(guò)改性,即阻斷了有色物質(zhì)的流出,又保持了樹(shù)皮的有效成分,提高了化學(xué)穩(wěn)定性。

【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007

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