响应曲面法优化粉煤灰、赤泥和污泥为基陶粒制备及除水中低浓度铅机制

作     者：杨毅 赵明佳 赵睿 董承璇 舒麒麟 

作者机构：西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室 西安建筑科技大学环境与市政工程学院 西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室 

出 版 物：《环境工程》 (Environmental Engineering)

年 卷 期：2024年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52070154 21407119) 陕西省自然科学基础研究计划项目(2021JM-375) 西安建筑科技大学自然科学专项(ZR21019) 

主　　题：响应曲面法 固体废物 陶粒 Pb 吸附 机理 

摘      要：以粉煤灰、赤泥和污泥为原料，采用烧结法制备陶粒，在单因素实验的基础上利用响应曲面法优化陶粒制备条件，根据陶粒表征分析并结合吸附动力学和吸附等温模型拟合探究其对水中低浓度Pb2+的吸附特性。结果表明，响应曲面模型拟合预测效果较好，实测值与预测值的相对误差为1.75%；制备因素对陶粒吸附Pb2+效果的影响大小顺序为：烧结温度烧结时间预热温度。在原料配比(粉煤灰:赤泥:污泥)为75%:20%:5%、预热温度359 ℃、烧结温度1053 ℃、烧结时间9 min条件下制备出的陶粒对初始浓度为10mg/L的Pb2+的去除率和吸附量分别达到91.05%和9.11 mg/g。陶粒对Pb2+的吸附符合准二级动力学模型(R2为0.9992和0.9981)和Langmuir吸附等温模型(R2为0.9986和0.9967)，在吸附过程中O-H、C=O、C=C、Si-O和Al-O起重要作用，且吸附Pb2+后陶粒矿物成分的结晶度减少。