用稻米壳吸附去除废水中的铜离子和铅离子

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1、用稻米壳吸附去除废水中的铜离子和铅离子用稻米壳吸附去除废水中的铜离子和铅离子王清萍1,2,3蔡晓奕3金晓英陈祖亮s(1.福州大学食品安全分析与检测教育部重点实验室,福建福州350002;2.福州大学化学化工学院,福建福州350002;3.福建师范大学化学与材料学院,福建福州350007)摘要:稻壳是一种廉价的生物质吸附剂,用于从废水中去除铜,铅离子.研究了吸附时间,pH值,加入量与粒径,金属离子初始浓度等因素对吸附去除水中铜,铅离子的影响.实验结果表明:在最佳吸附条件下,稻壳对初始浓度为4m铜离子,10m铅离子的吸

2、附量分别为0.62和2.09mg/g,去除率分别为63%和83%.同时,cu+和Pb:+在天然稻壳上吸附的热力学行为与Langmuir吸附等温式吻合;动力学数据研究表明,吸附满足;隹二级动力学模型.稻壳将是去除废水中cu和Pb"有潜质的材料.关键词:吸附;铜离子;铅离子;热力学;动力学Abstract:Ricehuskisalowcostofbiomassadsorbentanditisthereforeusedtoremoveheavymetalssuchascopperandleadfi'omwastewate

3、r.Theeffectingconditions,includingabsorbedtime,pH,sorbentdoseandparticlesize,initialconcentrationsofionmetalontheabsorbedmetalswereexamined.Theseresultsshowedthattheadsorptionquantityofusingricehuskforremovalcopper(4mg/L)andlead(10mg/L)were0.62and2.09mg'g,andr

4、emovalratewas63%and83%forcopperandleadrespectively,underoptimizedconditions.Inaddition,thedatashowedtheadsorptionfittotheLangmuirmodelandadsorptiondynamicsdatawouldbefollowedsecond—orderkineticmode1.Itcouldbeapotentialmaterialforremovingcooperandleadfromwastew

5、ater.Keywords:adsorption;copper;lead;thermodynamics;dynamics中图分类号:TQ425.2文献标识码:A文章编号:1674—1021(2009)09—0039—051引言铅,铜及其化合物是环境污染水体中普遍存在的有毒金属,它们主要从呼吸道,消化道进入机体,对人类生存,生物多样性造成巨大危害.传统的处理含重金属废水的方法主要有沉淀法,氧化还原法,离子交换法,电化学处理法和膜技术等.但是传统处理技术的效果并不理想,尤其是对低浓度的重金属废水,而且成本偏高,如果处理

6、不当,容易造成重金属的二次污染.在20世纪90年代兴起的生物吸附法作为重金属废水处理的一项新技术,有着极为广阔的应用前景I1-2].所谓生物吸附,是指生物材料对污染物(包括金属离子)的结合作用.由于在治理含重金属废水方面的有效性和经济性上的可行性,生物吸附法在去除重金属废水方面向传统的方法提出了挑战.在含重金属离子的废水处理方法中,生物吸附法与传统的非生物吸附法相比,其主要优点在于:能有效地将废水中的重金属离子降到非常低的浓度;所用的生物材料来源广泛,很多来自工农业的副产物甚至废弃物,例如死的和活的细菌,真菌,藻类

7、等微生物细胞以及来自微生物的产物,植物纤维,动物粪便等等;吸附量高,吸附速度快,处理或回收效率高,和一般的重金属废水处理方法相比,其在处理低浓度废水,尤其是金属离子的浓度在1～100mg/g的重金属废水溶液时具有高效性;适应范围广,能够在较宽的pH值和温度范围内进行吸附;生物材料对金属离子的吸附具有选择性;重复利用率高[3-5],尤其通过固定化技术将生物材料固定,能够进行多次吸附一解吸附,从而使生物吸附剂得到循环利用;对钙,镁等常见盐度离子吸附量小;投资小,成本和运行费用低.因此生物吸附技术在处理重金属污染废水和贵

8、金属回收方面有着广阔的应用前景,具有较好的经济价值和社会效益.稻壳是农业废弃物,稻壳约占稻谷质量的18%～20%.我国是产水稻大国,因此稻壳的来源非常广泛.由于稻壳中木质素和硅质较高,不易吸水,直接施放到田间做肥料又不易腐烂,所以大多作为初级燃料燃烧,燃烧会释放出CO,对环境造成二次污染[63.同时收稿日期:2009—07—14;修订日期:2009—09—0