D001树脂去除铅离子的静态和动态特性研究

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铅不仅难以生物降解、而且易于在食物链中富集,对自然生态环境和人体健康都造成了极大的威胁。在世界范围内,人们为解决铅污染的问题,一直探索去除铅的有效技术和方法。其中,离子交换技术因吸附量大而成为是重金属处理的主要方向。D001树脂来源广泛、价格低廉,但目前没有该树脂在重金属去除方面的研究。本课题则主要评估该树脂对含铅废水的处理效果。在静态实验中,先考察了初始pH、固液比、铅离子浓度、反应时间、反应温度等单因素对D001树脂去除铅的影响,并在此基础上确定最佳反应条件。然后考察其他金属离子对D001树脂去除铅的影响以及D001树脂的解吸再生性。实验结果表明,在pH=3、固液比为0.5g/L条件下同80ml200mg/L铅溶液反应5h,铅的去除率达93%、吸附量为360mg/g。在双组分离子竞争实验中,铝离子存在对D001树脂去除铅具有明显抑制作用。用动力学模型对动力学数据进行拟合,发现D001树脂去除铅的过程符合伪一阶动力学模型。Langmuir和Freundlich等温线方程对等温实验数据进行拟合,结果表明Langmuir等温线的拟合效果更好。热力学计算结果为:焓变H0正值、熵变S0正值、吉布斯自由能G0负值,表明D001树脂吸附铅的过程是一个自发的吸热过程。在动态实验中则先考察树脂剂量(床层高度)、进水流量、进水铅离子浓度对穿透曲线的影响,确定固定床反应器的最佳运行参数。然后在最佳运行参数条件下进行动态吸附和解吸再生实验,研究再生树脂的动态吸附性能,并用Yoon-Nelson模型对动态吸附穿透曲线进行拟合。研究结果表明,穿透时间随吸附剂量增加而延长,随进水流量加大而缩短、随进水铅溶液浓度变大而减小。Yoon-Nelson模型对吸附穿透曲线拟合效果好。解吸再生后D001树脂动态吸附性能与吸附前无明显变化,再生性能良好,经济价值高,有用于实际应用的可能性。
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