污水中镉离子联合吸附技术研究

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1、单位代码10476学号1319280999分类号X503.1硕士学位论文(专业学位）污水中镉离子联合吸附技术研究专业学位领域：环境工程专业学位类别：工程硕士申请人：张岩指导教师：王军副教授二〇—五年四月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得河南师范大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。作

2、者签名：曰期:1〇1^sLI关于论文使用授权的说明本人完全了解河南师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权河南师*范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。作者签名：iA导师签名:孑1罕r期:冰、STUDYOFTHECOMBINEDABSORPTIONTECHNOLOGYTOREMOVETHECADMIUMIONINWASTERWATERADissertationSubmi

3、ttedtotheGraduateSchoolofHenanNormalUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringByZhangYanSupervisor:Prof.WangJunApril,2015摘要随着我国社会经济的迅速发展，水体污染越来越严重，重金属污染问题尤为突出。镉离子已被世界卫生组织确定为优先研究对象，在我国的国家环保法中规定不得用稀释法来处理镉，由此可见镉污染问题在全球范围内影响之大及被重视程度。

4、处理金属镉离子的方法有化学沉淀法、物理吸附法和生物吸附法等。其中物理吸附法是最常用的处理法，其优点是材料易得，操作简单，工艺流程简洁，并且成本低。常用的吸附材料有沸石、活性炭、润土、陶粒等，生物质炭是目前研究比较热门的新型吸附材料。但一种填料的吸附效果有限，往往需要通过对吸附材料改性来提高吸附材料的性能，这就大大增加了吸附法的运行成本，并且运行操作也更加复杂。如果多种吸附材料联用使用能提高吸附效果，那么在处理污水时可以大大节约运行成本和简化运行操作。本论文选用活性炭、沸石和生物质碳作为吸附材料，通过静态吸附实验，研究了在不同时间

5、、pH值、固液比、温度和初始镉离子浓度等条件下，不同吸附材料吸附镉离子效果的影响，并且通过单元柱模拟污水处理实验，讨论不同吸附材料及其组合对镉离子去除的影响，筛选出处理镉离子的最佳组合。研究表明：活性炭在吸附20min时镉吸附率即可达到99%，在吸附时间为1h时达到吸附平衡，镉离子去除率达到99.5%；沸石和生物质炭都是在吸附1h时达到吸附平衡，镉离子的去除率分别为99.75%和95.25%。在不同的pH条件下，低pH值对沸石吸附镉的影响较大，pH值为3时，沸石对镉离子的去除率为83.57%，pH值在5～10范围内时，沸石对镉的

6、吸附呈现先增大后减小的趋势，在pH为7时达到最大值99.22%；pH值3～6范围时，生物质炭对镉吸附能力受到的影响产生小幅度波动；在pH为8～10范围内生物质炭受pH值的影响较小，对镉的吸附率稳定在95.23%左右；活性炭受pH的影响较小。沸石和活性炭对于镉的吸附在固液比为3左右时达到了吸附平衡，而不同固液比对生物质炭的影响不是很明显。在温度的影响下，生物质炭和沸石对镉的吸附能力随温度的升高而变化不大；而活性炭对镉的去除率随着温度的升高而呈现先升高后降低的趋势。沸石对镉饱和吸附量达到3.205mg/g。三种吸附材料对镉离子的吸附

7、都可以用准二级动力学模型描述，并且均符合Langmuir吸附等温式，沸石、生物质炭和活性炭的R2分别为0.9872、0.9422和0.9911。多种吸附材料联合吸附显著提高了污水中镉I的去除率，对比三种吸附材料不同组合形式对镉去除效果发现，吸附材料最佳组合形式是沸石—活性炭—生物质炭，其对镉离子的去除率达到85%。关键词：污水，重金属，镉离子，吸附IIABSTRACTWiththerapiddevelopmentofeconomyofChina,waterpollutionhasbeenbecomingmoreandmorese

8、rious.Heavymetalpollutioninwaterenvironmenthasbeenalreadyverycommoninourdailylife.Thecadmiumionhasbeenidentifiedasprioritycontamina