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目前用于處理低濃度(＜100mg/L)重金屬離子廢水的傳統(tǒng)方法存在效率低或成本高等不足之處,而吸附法由于操作簡(jiǎn)便、成本低等優(yōu)點(diǎn)成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。凹凸棒石又名坡縷石,是一種層鏈狀結(jié)構(gòu)的含水富鎂鋁硅酸鹽粘土礦物,因具有特殊的纖維結(jié)構(gòu)、不同尋常的膠體和吸附性能,而具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。本文分別從靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)對(duì)凹凸棒石粘土吸附Ni(Ⅱ)的行為進(jìn)行研究。靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)考察了時(shí)間、初始濃度、pH值、吸附劑量以及溫度等因素對(duì)凹凸棒石粘土吸附Ni(Ⅱ)效果的影響,并從吸附熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)角度描述了凹凸棒石粘土對(duì)Ni(Ⅱ)的吸附行為。動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)對(duì)Ni(Ⅱ)溶液初始濃度、流速、初始pH值和吸附床高度對(duì)穿透曲線的影響進(jìn)行了探討。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：
⑴凹凸棒石粘土對(duì)Ni(Ⅱ)的吸附在吸附前10 min內(nèi)基本完成,吸附率和吸附量都隨吸附時(shí)間的延長(zhǎng)快速增加,10 min后均隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增長(zhǎng)緩慢,表明吸附已趨于平衡。凹凸棒石粘土對(duì)Ni(Ⅱ)的吸附量隨著Ni(Ⅱ)初始濃度的增加,從10.25mg/g增加到32.20 mg/g,表明高濃度的Ni(Ⅱ)更能夠充分利用凹凸棒石粘土對(duì)Ni(Ⅱ)的吸附能力。凹凸棒石粘土對(duì)Ni(Ⅱ)的吸附率和吸附量都隨pH升高而增加,可見,宜在中性或偏堿性條件下進(jìn)行。凹凸棒石粘土對(duì)Ni(Ⅱ)的吸附量和吸附率都隨溫度升高而增加,但是影響并不明顯,所以會(huì)寧凹凸棒石粘土對(duì)Ni(Ⅱ)的吸附可以在室溫下進(jìn)行。
⑵Langrnuir和Freundlich方程擬合的線性相關(guān)系數(shù)R12＞0.99＞R22,凹凸棒石粘土對(duì)Ni(Ⅱ)的吸附能夠較好地符合Langmuir吸附等溫方程。凹凸棒石粘土對(duì)Ni(Ⅱ)的吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程,說(shuō)明該吸附是以化學(xué)吸附為速率控制步驟;而表觀吸附活化能數(shù)據(jù)表明此吸附過(guò)程明顯帶有物理吸附的性質(zhì)。因此,凹凸棒石粘土對(duì)Ni(Ⅱ)的吸附并不是單一的以化學(xué)吸附或物理吸附為吸附速率控制步驟的過(guò)程,而是由物理吸附和化學(xué)吸附共同控制的過(guò)程。
⑶吸附柱中凹凸棒石粘土吸附床高度、Ni(Ⅱ)溶液初始濃度、流速和pH值對(duì)穿透時(shí)間有較大影響。在中性或偏堿性條件下,穿透時(shí)間較長(zhǎng);隨著吸附床高度增加,穿透時(shí)間延長(zhǎng);而隨Ni(Ⅱ)溶液初始濃度、流速的增大,穿透時(shí)問(wèn)急劇縮短。BDST模型能夠充分描述凹土吸附床高度與穿透時(shí)間之間的關(guān)系,且對(duì)僅改變Ni(Ⅱ)溶液初始濃度的穿透時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)可以得到較滿意的結(jié)果。

    doi：
    10.7666/d.Y1885633
    關(guān)鍵詞：
    重金屬?gòu)U水 污水處理 離子吸附 凹凸棒石粘土
    作者：
    趙旭濤
    學(xué)位授予單位：
    蘭州理工大學(xué)
    授予學(xué)位：
    碩士
    學(xué)科專業(yè)：
    環(huán)境工程
    導(dǎo)師姓名：
    胡顯峰
    學(xué)位年度：
    2011
    語(yǔ)種：
    中文
    分類號(hào)：
    X703.1 O647.311
    在線出版日期：
    2011年08月24日