吸附法处理重金属废水的研究进展..doc

吸附法处理重金属废水的研究进展 摘要：本文综合叙述了近三年吸附法处理重金属废水的研究。重点介绍了吸附温度、吸附剂用量、接触时间、重金属浓度、溶液pH值吸附剂比表面积对吸附效果的影响。并对活性炭、沸石、壳聚糖、膨润土、生物吸附剂、废弃农作物、纳米材料、离子交换树脂和高分子吸附剂处理重金属废水研究进展。同时展望了吸附法处理重金属废水的发展方向。 关键词：重金属离子 吸附 废水 众所周知，我国是一个水资源极度匮乏的国家，虽然中国水资源总量居世界第六位，但是人均占有量却不足世界平均值的四分之一。尤其是近几十年，我国经济快速发展，矿业、化工、电子、仪表等许多行业在生产过程中会产生大量重金属废水，造成了严重的重金属离子污染。这是一种极其严重的污染问题，常见的三废污染物通过空气、土壤，尤其是食物链将重金属直接或间接的转移到人体内，对人的生存和身心健康造成了严重的危害。近年来,由于吸附法处理重金属废水具有高效、经济、简便、选择性好等优点已引起环保界的广泛关注。本文综述了吸附法的吸附机理,影响吸附的相关因素和常用吸附剂及其在重金属废水处理中的应用。 1吸附法的分类和机理 吸附法是利用多孔性固体吸附剂来处理废水的方法。根据吸附剂和吸附质之间发生吸附时作用力性质的不同,可将吸附分为3类—物理吸附(由分子间作用力而产生的吸附)、化学吸附(由化学键力引起的吸附)和交换吸附(溶质的离子由于静电引力而聚集在吸附剂表面的带电点上并置换出原先固定在这些带电点上的其他离子)。 1.1物理吸附 物理吸附是吸附剂通过分子间作用力吸附重金属。常用的活性炭、分子筛、沸石等廉价易得的吸附剂，具有较高的比表面积或表面具有大量微孔、空腔、通道等高度发达的空隙结构，同时也有高效的吸附效果，可循环利用。常用的活性炭、分子筛、沸石等廉价易得的吸附剂，具有较高的比表面积或表面具有大量微孔、空腔、通道等高度发达的空隙结构，同时也有高效的吸附效果，可循环利用。 1.2化学吸附 化学吸附是通过电子转移或电子对共用形成化学键或生成表面配位化合物等方式产生的吸附。产生化学吸附的吸附剂分子通常含有羟基、氨基、羧基等具有优良的吸附、螯合、交联作用的基团，能够与废水中的重金属离子进行螯合，形成具有网状笼形结构的化合物，有效地吸附重金属离子，或是与重金属离子形成离子键、共价键以达到吸附重金属离子的目的。 2影响吸附的因素 影响吸附的因素有很多，常见的有温度、吸附剂的用量、吸附时间、重金属的初始浓度以及溶液的pH 值等。 2.1吸附温度 一定条件下温度对吸附有不同程度的影响。段孟辰[1]等选取活性炭与板栗壳作为吸附剂，研究在不同的时间及温度下，这2种吸附剂对废水中的Cu2 +、Zn2 +、Pb2 +和Cd2 +的吸附性能影响。研究发现，，温度对Zn2 +的吸附率影响都不大；吸附Cu2 +时，活性炭受温度的影响大于板栗壳，其吸附率随温度的升高而减小；Pb2 +和Cd2 +的吸附受温度影响明显，均是40℃时吸附率较高，但板栗壳活性炭，且Cd2 +Pb2 +。 2.2吸附剂的用量 一般随着吸附剂用量的增加，吸附效果越好，因为增加吸附剂的用量也就增加了溶液中的吸附位点。刘晓红[2]等采用均匀设计的实验方法，研究了2 种核桃果皮炭粉对Cr、Cu 和Cd 等重金属离子的吸附最优条件以及对3种离子吸附的影响因素。结果表明，核桃皮碳粉对三种金属离子吸附最佳用量分别为：2.4g、5.4g、0.4g。 2.3接触时间 一般在开始吸附的一段时间内，吸附剂能快速的吸附溶液中的重金属离子，而后会随着时间的增加而逐渐达到平衡。施瑛[3]等利用铅离子印迹和非印迹磁性材料，研究两种材料对Pb(Ⅱ)的吸附去除行为，探究了pH、反应时间、Pb（Ⅱ）初始浓度等因素对Pb(Ⅱ)吸附能力的影响。结果表明，随着溶液中Pb(Ⅱ)初始浓度的增加，铅印迹磁性材料对Pb(Ⅱ)的吸附量先是急剧上升，然后达到饱和吸附。 2.4重金属离子浓度 一般情况下，废水中重金属离子的初始浓度会影响到去除重金属所使用的方法，如废水溶液中重金属离子的初始浓度较高时，可能先选择沉淀法、再采用表面络合为主的化学吸附方法，也可能采用多种复合吸附剂进行吸附处理。邹鹏[4]等以活性炭纤维为吸附剂，研究吸附剂投加量、时间、初始溶液pH 和重金属浓度等影响因素对二元溶液中Pb(II)和Cd(Ⅱ)去除效果的影响。结果表明，，随着初始Pb(Ⅱ)浓度的增加，Pb(Ⅱ)的吸附容量呈直线趋势增加。随着Cd(Ⅱ)浓度的增大，Cd(Ⅱ)的吸附容量先增大后减小，并在Cd(Ⅱ)浓度为80.0 mg/L 时达到最大值（53.5 mg/g）。 2.5溶液的pH值 pH是影响吸附的重要因素之一。刘元伟[16]等以沸石负载纳米二氧化