【摘要】：生物炭作為一種來源廣泛、綠色環(huán)保材料,在含重金屬土壤及水體環(huán)境污染修復(fù)等方面展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。為提高生物炭的吸附能力、探究改性生物炭吸附/固定電鍍污泥中重金屬的效果,本研究以鋸末為原材料,過磷酸鈣作為改良劑,采用限氧熱解法在300℃和600℃下制備磷基改性生物炭,再與電鍍污泥按一定比例混合進(jìn)行吸附/固定實(shí)驗(yàn)。通過單因素實(shí)驗(yàn),研究了初始p H值,生物炭投加量和吸附時(shí)間3種不同因素影響下對Zn2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、TCr(總鉻)的吸附效果;再根據(jù)改良過的BCR連續(xù)提取法對電鍍污泥中重金屬的形態(tài)進(jìn)行分析;采用準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)和Langmuir模型對生物炭吸附重金屬進(jìn)行擬合;同時(shí),也分析了在不同離子強(qiáng)度和p H值條件下,Na+、Ca2+、SO42-、CO32-離子對重金屬吸附效果的影響。結(jié)果表明:磷基生物炭對電鍍污泥中Zn2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、TCr重金屬具有良好的吸附能力。在T=25±2℃,t=3h,p H=6.0,及生物炭添加量3g條件下,600℃下制備磷基改性生物炭對Zn2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、TCr的重金屬吸附效果最佳,分別為98.44%、87.75%、98.89%、77.82%、98.83%。準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)和Langmuir模型能夠很好地描述磷基生物炭對重金屬的吸附過程,表明生物炭對重金屬的吸附是以單分子層的化學(xué)吸附為主。對比分析處理前后重金屬形態(tài)變化結(jié)果表明,生物炭吸附處理后,由于溶液中離子態(tài)的Cu、Pb、Zn、Cd、TCr重金屬與生物炭表面官能團(tuán)結(jié)合,使得沉淀物中Cu、Pb、Zn、Cd、TCr重金屬含量增加,但吸附后重金屬以還原態(tài)和氧化態(tài)形態(tài)為主,殘?jiān)鼞B(tài)均在50%以上,Cu和TCr的重金屬殘?jiān)鼞B(tài)比率更高,具有一定的穩(wěn)定性,表明生物炭具有吸附固定電鍍污泥中重金屬的作用。共存離子實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),p H值的越大,對重金屬的吸附增強(qiáng)作用越大;離子強(qiáng)度越大,對重金屬吸附的干擾作用越大。其中,Ca2+離子對Pb和TCr的吸附量分別減少90.8mg/g和56mg/g,表明Ca2+離子的存在對生物炭表明吸附位點(diǎn)具有競爭作用。
【圖文】：

2.2 電鍍污泥的理化性質(zhì)實(shí)驗(yàn)所用電鍍污泥取自衡陽市的湖南天雁機(jī)械有限責(zé)任公司。如圖 2.1 和圖2.2，因采集時(shí)混入了石子和樹葉等雜質(zhì)，使用前需做過篩處理，便于后期實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。因此，將電鍍污泥風(fēng)干破碎后，過 100 目篩，置于 105℃的電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)烘干備用。主要分析電鍍污泥的含水率、密度、pH 值、熱灼減率等基本理化性質(zhì)，采用傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）分析電鍍污泥的重要官能團(tuán)，電感耦合等離子體光譜儀（ICP）測定電鍍污泥中主要重金屬含量及浸出毒性。

2.2 電鍍污泥的理化性質(zhì)實(shí)驗(yàn)所用電鍍污泥取自衡陽市的湖南天雁機(jī)械有限責(zé)任公司。如圖 2.1 和圖2.2，因采集時(shí)混入了石子和樹葉等雜質(zhì)，使用前需做過篩處理，，便于后期實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。因此，將電鍍污泥風(fēng)干破碎后，過 100 目篩，置于 105℃的電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)烘干備用。主要分析電鍍污泥的含水率、密度、pH 值、熱灼減率等基本理化性質(zhì)，采用傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）分析電鍍污泥的重要官能團(tuán)，電感耦合等離子體光譜儀（ICP）測定電鍍污泥中主要重金屬含量及浸出毒性。
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O647.3;X781.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2653962