吸附法处理废水中重金属的研究

作     者：何慧军 

作者单位：南昌航空大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨春平;罗胜联

授予年度：2012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）] 08[工学] 

主      题：剩余活性污泥 污泥活性炭 重金属 镉离子 

摘      要：化学沉淀法是一种常用的处理重金属废水的经济有效的方法,其中石灰沉淀法的经济性能通常更好。但随着重金属排放标准的日益严格,原有沉淀处理方法的出水往往不能达到日益严格的重金属排放标准。因此,对石灰沉淀法处理后的高含钙出水进行后续处理的研究,有重要的应用价值。吸附法就是一种比较有效可行的方法,选择和开发合适的吸附剂对经济有效地处理重金属废水具有重要意义。剩余活性污泥由于来源广泛、价格低廉、资源化利用以及具有较好的作为吸附质的特征,因此在废水处理方面具有广阔的应用前景。 本文选择以剩余活性污泥为材料,通过对其进行不同的预处理,制备了两种吸附剂,即干燥的剩余活性污泥颗粒吸附剂和污泥活性炭吸附剂。比较研究了在高浓度钙离子存在的条件下干燥的剩余活性污泥吸附剂对重金属镉的吸附性能的研究,以及利用污泥制备的活性炭吸附废水中重金属镉的吸附性能研究。此外对吸附过程中的吸附动力学、吸附热力学及吸附机理进行了探讨。 剩余活性污泥吸附镉的实验表明：在钙离子浓度为lg/L时,最佳吸附条件下,即pH为6、时间为150min、吸附剂量为1.0g/L时,剩余活性污泥对镉离子的去除率为24.8%;当没有钙离子存在的条件下,pH为6、时间为150mim、吸附剂量为1.0g/L时,剩余活性污泥对镉去除率为58.7%。可以发现,有钙离子存在的条件下剩余活性污泥对镉的去除率减小。同时其对镉的吸附平衡热力学符合Langmuir吸附等温式;且其吸附动力学符合拟二级动力学方程。该实验同时可以表明剩余活性污泥对含钙浓度较高废水中的镉离子处理还是有一定的应用价值。 制备的改性污泥活性炭吸附Cd2-的实验表明：剩余活性污泥制备的污泥活性炭对镉具有良好的吸附容量和去除率,在pH为5.0、Cd2+初始浓度为100mg/L、吸附剂投加量为2.0g/L时,其对镉的吸附容量为8.45mg/g;但酸改性后的污泥活性炭对Cd2+的吸附容量更优于未改性的污泥活性炭,其对Cd2+的吸附容量达到了23.35mg/g。改性和未改性的污泥活性炭对Cd2+都有较好的吸附容量,硝酸改性大幅度提高了污泥活性炭对Cd2+的吸附性能。常温下改性污泥活性炭对Cd2+的吸附符合Langmuir吸附等温式。同时可以表明污泥活性炭在重金属废水处理方面的应用具有很好的前景。