改性剩余污泥吸附废水中Cd2+的研究
生物吸附法作为一种处理含重金属离子废水的新方法，由于其材料来源广泛，价格低廉，吸附容量大，吸附速率快，处理效果好，易操作且易再生等优点，在处理含重金属废水方面展现出广阔的运用潜力。 本研究以城市污水处理厂的剩余污泥作为原料，利用NaOH和H2O2联合改性制备成改性吸附剂，以Cd2+重金属废水为目标污染物进行了吸附实验的研究。研究的主要内容包括剩余污泥的物理化学性质分析，污泥改性前后形态和性质的变化探讨，改性吸附剂对Cd2+的吸附特性、解吸与再生条件以及动力学、等温线、热力学等方面的研究，并对吸附机制进行了较深入的研究和分析。 研究结果表明：剩余污泥在经过改性后，表观形态结构发生了明显的变化，比表面积由13.602m2/g增大至16.845m2/g；Zeta电位变低而有利于吸附阳离子。改性吸附剂对Cd2+的吸附约60min达到平衡，最佳的pH值为6.0，在温度为25℃，初始离子浓度为40mg/L，吸附剂浓度为2.0g/L的条件下，饱和吸附容量为15.76mg/g，比未改性的吸附剂容量提高60.82％。几种常见的阳离子对吸附作用的抑制影响顺序为Ca2+＞Mg2+＞K+＞Na+，竞争离子的抑制顺序为Cu2+>Zn2+>Pb2+。Lagergren准二级动力学模型拟合的线性相关系数R2>0.999；L型吸附等温模型的拟合度要优于F型吸附等温模型，线性相关系数R2达到0.999，属于单层吸附。热力学分析的结果显示，△G0<0，△S0>0，△H0>0，说明该吸附反应为自发进行的吸热进程，升高温度可以促进吸附的进行。用1.0 M的盐酸作为解吸附剂，三次解吸过程，得到的再生吸附剂其再吸附的吸附容量分别为原改性吸附剂的96.51%、91.18%、83.63%。 机理研究表明：改性吸附剂的XRD图谱显示吸附过程中没有晶型物质生成。X射线荧光光谱结果证明，改性吸附剂中Na，Mg，Ca的含量分别由吸附前的0.248%、0.542%和1.25%下降至吸附后的0.129%、0.506%和0.888%，Cd的含量则由未检测出增加至0.505%。吸附过程有27%通过离子交换形式完成，每克改性吸附剂释放1.135mg Ca2+和0.235mgMg2+。红外光谱结果分析，在3432cm-1、2927cm-1、2856cm-1、1654cm-1、1541cm-1、1406cm-1、1083cm-1、1033cm-1等波数在吸附后几乎都发生了迁移，甚至是特征峰的减弱或消失，这些现象表明羟基、羧基、酰胺基等基团与被吸附的Cd2+发生了络合作用，从而完成了对Cd离子的吸附。
废水处理;镉离子;剩余污泥;吸附性能
湘潭大学
硕士
环境科学与工程
田凯勋
2014
中文
X703.5
66
2015-08-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）