實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)而應(yīng)用廣泛的活性炭作為吸附劑,展開活性炭吸附重金屬離子的研究。本研究采用自行配制的CuSO4溶液及CdSO4溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),分別進(jìn)行了活性炭吸附Cu2+及Cd2+的最適操作溫度及最佳pH值的探究實(shí)驗(yàn),且在最適溫度及最佳pH值的條件下,進(jìn)行了多組活性炭對(duì)不同初始濃度的CuSO4溶液和CdSO4溶液的吸附實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明:
1.低溫時(shí),活性炭的吸附容量較大,對(duì)重金屬離子Cu2+和Cd2+的吸附可達(dá)到很好的效果。而隨著溫度的增加,尤其是當(dāng)溶液溫度較高(高于50℃)時(shí),活性炭的吸附作用減弱、吸附容量減小。活性炭吸附重金屬離子表現(xiàn)為物理吸附性能的特性。
2.在一定pH值范圍內(nèi)(通常為酸性至中性),隨著溶液pH值增大,活性炭對(duì)重金屬離子Cu2+和Cd2+的吸附量也增大。當(dāng)pH值超過一定限值時(shí),隨著pH值繼續(xù)增大,其吸附量相對(duì)降低。
3.隨著吸附時(shí)間的增加,活性炭的吸附量逐漸增大,開始時(shí)溶液中重金屬離子Cu2+和Cd2+的濃度下降很快,即活性炭吸附容量上升很快,隨著吸附的進(jìn)行,活性炭吸附容量隨時(shí)間緩慢增加,直至達(dá)到吸附平衡,且其達(dá)到吸附平衡的時(shí)間大致為400min。
4.當(dāng)投入的活性炭的量為定值時(shí),隨著初始濃度的增加,活性炭對(duì)Cu2+和Cd2+的去除率均逐漸降低。活性炭顆粒處理較低濃度(<4mg/l)的CuSO4溶液和CdSO4溶液時(shí),去除率均可達(dá)90%左右,但處理較高濃度(>8mg/l)的溶液時(shí),僅40%至60%的去除率。
5.金屬離子Cu2+及Cd2+在活性炭上的吸附行為遵循Langmuir模式,同時(shí),在考察的溫度及濃度范圍內(nèi),活性炭對(duì)兩種金屬離子的吸附行為又符合Freundlich模型。
發(fā)展與展望:
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,重金屬污染問題日趨嚴(yán)重,活性炭作為一種優(yōu)良的吸附劑,今后其對(duì)重金屬的去除研究可以沿著以下方面進(jìn)行:
(1)目前,對(duì)活性炭吸附單一金屬離子研究較多,而活性炭對(duì)多種金屬離子共存時(shí)的吸附研究則少見于文獻(xiàn)中,而在實(shí)際的重金屬廢水中往往是多種金屬離子共同存在的,因此活性炭對(duì)多種金屬離子共存時(shí)的吸附研究有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
(2)由于活性炭的再生成本高,因此可以將微生物固定化于活性炭上以達(dá)到延長(zhǎng)活性炭的飽和吸附時(shí)間的目的,同時(shí)也可利用生物吸附來處理重金屬廢水,目前已經(jīng)有學(xué)者開始了這方面的研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示將微生物固定化于活性炭上后對(duì)金屬離子有良好的去除效果。