摘 要:用水泥作膠凝劑,以牡蠣殼為主要原料,不經煅燒直接成型制備廢水除鉛吸附劑。探討了吸附劑配方、含鉛廢水的初始濃度和pH值對除鉛效率的影響,確定了吸附劑樣品的最佳配方及除鉛條件。結果表明:吸附劑樣品的最佳配方組成為牡蠣殼粉質量含量為 90%,水泥為 10%,樣品的抗折強度達到11.26 MPa;當含鉛廢水的初始濃度為5 mg/L、pH值為5時,吸附劑樣品的除鉛率達到90%以上,可以同時滿足除鉛效率和回收再利用強度要求。其吸附機理兼有物理和化學吸附。
關鍵詞:廢水;除鉛;牡蠣殼粉;水泥;吸附劑
鉛在現代工農業生產中的應用十分廣泛,與此同時,鉛又導致對大氣、土壤和水資源的污染[1]。鉛和可溶性鉛鹽都是有毒的,含鉛廢水對環境、人體健康和農作物生長都有嚴重危害[2–3]。隨著社會的發展,廢水中鉛等重金屬的污染呈持續加重的趨勢。
常見的廢水除鉛技術主要有以下幾大類[4–7]:一是沉淀法,它是通過發生化學反應除去廢水中重金屬離子,包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體共沉淀法、化學還原法、電化學還原法和高分子重金屬捕集劑法等;二是使廢水中的重金屬在不改變其化學形態的條件下進行吸附、濃縮、分離的方法,包括吸附、溶劑萃取、蒸發和凝固法、離子交換和膜分離等;三是借助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除廢水中重金屬的方法,包括生物絮凝、生物化學法和植物生態修復等。其中吸附法作為一種傳統的水處理技術具有處理容量大,可去除各種金屬離子和酸根離子,工藝簡單、操作方便、處理效率高等優點,目前仍是治理含鉛廢水的主要方法之一。在報道的眾多廢水除鉛吸附材料中,以牡蠣殼為主要原料制備的無機吸附劑具有無毒,不產生二次污染,吸附能力強、成本低、吸附效果好、使用壽命長等優點,成為極具潛力的新一 代廢水吸附劑。牡蠣殼具有特殊的物理構造,含大量2~10 µm微孔,使其具有較強的吸附能力、交換能力和催化分解等作用[8]。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。
本課題組曾報道了硅微粉燒結–水熱改性制備可回收的牡蠣殼質廢水除鉛吸附劑[9–10],本工作主要探討以水泥作為膠凝劑,采用免燒法研制牡蠣殼吸附劑,以期進一步簡化吸附劑制備工藝,降低成本。探討了不同配方、含鉛廢水初始濃度、吸附時間、含鉛廢水pH 值等因素對除鉛效率的影響,確定了除鉛的最佳工藝條件,探討了除鉛的機理。(硅酸鹽學報)
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