基于响应面优化条件下柚皮对Pb_的吸附及固定化研究

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1、长于响晦面优化条件下椭受对l，b}的Ⅱ1王附使冈定化研究摘要水体中重金属污染监测与防治一直是环境科学研究的热点。人们不断地开发、改进治理重金属废水的方法和技术，产生了如物理法、化学法、生物化学法等处理方法。生物吸附法处理重金属废水是一种很有潜力的新型重金属废水处理技术。它具有在低浓度下金属离子可以被选择性去除、处理效率高、pH值和温度条件范围宽、投资小、运行费用低以及可有效地回收一些贵重金属等优点。本文用沙田柚废弃果皮制备出一种对重金属离子有很好吸附性能的生物质吸附剂。研究了该吸附剂对Pb2+的吸附性能。采用PlaCkett．Bumlan(

2、P．B)法和中心复合设计(CentralCompositeDesigIl，简称CCD)对影响柚皮吸附Pb2+的6个条件进行筛选优化．P．B实验设计与统计学分析表明：pH值、Pb2+初始浓度、吸附剂用量是影响吸附率的3个关键因素．以吸附率为响应目标，对3因素进行中心复合设计，并经响应面法优化分析得到影响吸附率的二阶模型，确定了Pb2+吸附实验的最优操作条件：pH值5．4，Pb2+初始浓度为265．86m∥L，吸附剂用量为2．56∥L，实测吸附率达到92．47％，吸附量为96．01m∥g；选用聚乙烯醇(PVA)+海藻酸钠(SA)复合体系对游离态

3、生物质吸附剂进行固定化，在保持较高吸附率的前提下，以载体的机械强度和通透性为指标考察各固定条件对载体性能的影响。首先通过单因素实验观察了PVA浓度、海藻酸钠浓度、CaCl2浓度和柚皮粉含量对制备固定化生物质吸附剂的影响，以单因素实验结果为参考，用响应面法对固定化条件进行了优化。由Analysis模块拟合出了方程。模型显著性较好，拟合值和真实值之间的符合程度较好。通过OptimizationNumericalSolution求最优解，结果为PVA浓度9．45％，SA浓度2．8％，CaCl2浓度1．7％，柚皮粉含量25Ⅲ％，对应的机械强度为45

4、．73咖m2，通透性达42．38％，而验证试验测得的机械强度为为43．94加2、通透性为42．12％，与预测值符合程度较好。关键词：柚皮；生物吸附；PVA+海藻酸钠；固定化；响应面优化AbstractDetectingpreVentionandcuringheavymetalsinwaterarea1、vaysthehotspotsinthestudyofenVirollnlemscience．TecluliquesintreatingtheheaVywaStewaterwereexploituredandmeliorated，suchaS

5、physical，chemic，bioiogicandsoon．Bioso印tionofheaVymetalisanewpotentlaltechnologyt0treatwaLstewatercontainingheavymetal．IthasmanyoutstandingadVantages：selectiVit)rofheaVymetalionsf如mthelowconcentrationwaStewater’11ighefficiency，widerangeofpHandtemperanm，lowinvestmentandrecov

6、eryofsomepreciousmetals．lnthepresentwork，citronpeelwaSpreparedintoametalionadsorbentwithgoodperf．on瑚nce．ThePbpadso印tioncapabili够ofmeadsorbemswasinvestigated．Plackett-Bu珊an(P-B)designandCent列CompositeDesign(CCD)wereappliedforoptimizing6factorsforthebioso印tionofPb2+．TheP．Bde

7、signa11ditsfollowingstatisticanalysisindicatethatmepH，initialPb2+concen跳tion，andadsorbentdosagewerethe3kevfIactorssignificantlyinnuencingthePb2+removal．Consideringbioso印tionaSmeresponseobjectiVe，thequadraticmodelwaSobtainedbyCCDforthe3factorswiththeanalvsisofresponsesurfac

8、eoptimization．Attheoptimalbioso叩tionconditions，i．e．pH5．4，initialPb竹concentration265．86m∥L