-CH2-、-NH-)以及核上的活性基团所组成。已有研究表明,腐植酸分子结构中除了含有羧基、酚羟基、醌基等活性基团,还具有疏松的―海绵状‖结构与巨大的表面积和表面能,所以具有良好的吸附性能。

用作吸附剂的腐殖酸类物质有两大类,一类是天然的富含腐殖酸的风化煤、泥煤、褐煤等,直接作吸附剂用或经简单处理后作吸附剂用;另一类是把富含腐殖酸的物质用适当的粘结剂做成腐殖酸系树脂,或造粒成型,以便用于管式或塔式吸附装置。我国从1973年开始,在处理工业废水方面,特别是在处理重金属废水方面,开展了大量的试验研究,先后有武汉冶金安全技术所、中国科学院土壤所、地理所、燃化所、华东化工学院、上海染料三厂、郑州大学化学系、吉林师大地理系、内蒙古工学院、兵器部六院、抚顺环保所、河南化学所等单位利用风化煤、褐煤、泥炭及其制剂处理重金属废水和染料废水,取得了一定效果。梅建庭[11]研究发现在20℃,滤速为4mL/min,pH=4时,浓度分别为20mg/L的Pb2+、Cu2+、Ni2+、Zn2+溶液经风化煤吸附后,其去除率均达97%以上。泥炭对废水中的重金属离子有极为明显的处理效果[6]:对Cu2+和Zn2+的去除率可分别达99%以上和93%~96%,对Fe3+、Cr3+、As3+、Ba2+、Ag+、Ni2+和Hg等均有显著的去除能力,对COD、BOD5、N、P和油类等的吸附处理效果也相当显著。

由于天然矿物的表面活性、超细效应、化学成分、晶体结构与物理化学性质,并辅以恰当的改性技术,使矿物具有良好的环境属性。矿物吸附剂广泛应用于工业生产、生活的环境污染控制及环境失衡的功能修复等。资料报道,膨润土、硅藻土、沸石、海泡石、坡缕石、蛙石、浮石、珍珠岩、铝土矿、铁矿物、锰矿物、石英砂、方解石等矿物都可用作吸附剂用于环境治理除去废水中的有害成分。

沸石是一种含水铝硅酸盐矿物,在水处理领域广泛应用的主要是斜发沸石、丝光沸石、菱沸石等。由于沸石比表面积很大,可达到几十到数百m2/g,孔径分布均匀,且大多在10nm以下,沸石结晶骨架中的阳离子与骨架的维系力较弱,阴离子晶格上的负电荷与平衡阳离子的正电荷中心在空间上是不重叠的,因此沸石具有很好的离子交换能力和高效的吸附性能[7]。陈国安等[8]的研究表明:沸石可有效去除Pb2+,Cu2+,Zn2+,Cd2+和Hg2+,特别是用NaOH,HCl和NaCl处理过的活化沸石,其吸附交换性能可显著提高。沸石吸附交换下来的重金属离子,还可浓缩回收,沸石经处理也可再生使用。S.K.Ouki等[9]研究了天然沸石处理含多种重金属废水的特性,发现多种重金属离子共存,并不影响沸石的去除效率。研究表明利用沸石去除水中的重金属,当水中Pb、Cd、Cu、Zn、Cr、Ni、Co质量浓度在1~10mg/L范围时,去除率超过99%。目前,大部分研究都集中于沸石或改性沸石对重金属阳离子的吸附,对含重金属阴离子型化合物的吸附研究工作进行得很少。由于天然沸石表面带负电荷,对阴离子铬化合物的去除效果不理想,必须对沸石进行改性。谢晓凤等[10]用季铵盐表面活性剂改性沸石,研究了新制备的有机沸石吸附水中重铬酸根阴离子的性能。结果表明,改性后的有机沸石吸附处理水中重铬酸根阴离子的效果很好,有良好的应用前景。

1.6研究目的与意义

重金属污染是区域水环境安全的巨大威胁,对人类社会的建设与发展有巨大的阻碍作用,所以废水中重金属离子的去除研究有着重大意义。本论文将研究铬及磷元素在粉煤灰微珠上的吸附行为。在全面考察吸附影响因素的基础上,通过分析吸附动力学、吸附等温线及扩散动力学,阐明铬及磷元素在粉煤灰微珠上的吸附行为。

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