污泥复合玉米芯碳化吸附剂对Pb2+的吸附特性

摘要

采用城市污水处理厂脱水污泥和玉米芯复合碳化制备吸附剂,利用BET、SEM和FTIR对吸附剂进行表征,通过吸附因素影响实验、解吸实验、选择性吸附实验、吸附动力学和等温模型拟合考察其对废水中Pb2+的吸附特性,并对实际废水进行了吸附研究.结果表明,污泥复合玉米芯碳化吸附剂比表面积为991.20 m2/g,以中孔为主,其对模拟废水中Pb2+的较佳吸附条件:初始pH、吸附温度和吸附时间分别为4.0～5.5、25°C和4.0 h,当Pb2+初始浓度为10 mg/L、较佳吸附剂投加量为6 g/L时,Pb2+去除率为90.10％,吸附量为1.50 mg/g.经0.5 mol/L的HCl解吸6次,吸附剂对Pb2+的去除率仍达92％以上.污泥复合玉米芯碳化吸附剂对Pb2+的吸附符合准二级动力学模型(R2为0.997 1～0.999 5)和Freundlich吸附等温模型(R2为0.992 0～0.996 6),为非均匀化学吸附,羟基和羧基起主要作用.Cu2+、Cd2+和Ni2+对Pb2+产生竞争吸附作用,选择性吸附顺序为:Cu2+＞Pb2+＞Ni2+＞Cd2+.实际废水(COD、Pb2+和Cu2+初始浓度分别为563,23.20,29.86 mg/L)处理结果表明,当吸附剂投加量为32 g/L时,Pb2+去除率达96.10％,剩余浓度为0.90 mg/L,达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)第一类污染物最高允许排放浓度限值,此时Cu2+几乎被完全吸附.