TiO2復(fù)合吸附劑處理含鉛廢水

更新時(shí)間：2009-12-22 15:30 來(lái)源：中國(guó)城市污水處理網(wǎng) 作者: 閱讀：2560

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 含Pb2+水樣

用Pb(NO3)2配制，Pb2+的濃度為50mg/L。

1.2 TiO2復(fù)合吸附劑的制備[2]

TiCl4醇解過(guò)程中加入一定量的添加劑，經(jīng)微濾、干燥、煅燒制得TiO2復(fù)合吸附劑。

1.3 吸附實(shí)驗(yàn)

取100mL水樣加入到燒杯中，調(diào)整溶液的pH值，加入一定量的TiO2復(fù)合吸附劑（以下簡(jiǎn)稱吸附劑），開啟磁力攪拌器，攪拌一定時(shí)間后，稍放置后過(guò)濾，濾液用雙硫腙分光光度法測(cè)定其中的Pb2+的濃度[3]，進(jìn)而計(jì)算Pb2+的去除率。

Pb2+的去除率（%）= [（ρ0 -ρ）/ρ0]×100%

式中，ρ0 – 吸附前，水樣中Pb2+的質(zhì)量濃度，mg/L；
ρ - 吸附后，水樣中Pb2+的質(zhì)量濃度，mg/L。

2 結(jié)果與討論

2.1 吸附劑的吸附機(jī)理

吸附劑粒徑小，表面多孔，有較大的比表面積，所以具有很強(qiáng)的吸附作用和較大的吸附容量，可以將污染物吸附而除去，同時(shí)，由于添加劑的協(xié)同作用，更能夠提高其去除率。

吸附劑的表面帶負(fù)電荷，極容易吸附水中帶正電荷的離子如Pb2+等，發(fā)生凝聚，產(chǎn)生難溶性的化合物，這些化合物再被吸附、沉降去除。

2.2 吸附時(shí)間的選擇

取100 mL 水樣，調(diào)整溶液的pH值為8，攪拌強(qiáng)度同1.3，吸附劑的用量為1.0g，不同吸附時(shí)間下Pb2+去除率的變化如表1所示。

表1　吸附時(shí)間和Pb²⁺去除率的關(guān)系

吸附時(shí)間/min	5	10	20	30	40	50
Pb²⁺去除率/%	50.6	68.5	89.5	95.5	98.2	98.3

從表1可以看出，Pb2+的去除率剛開始隨著時(shí)間的增加而增加，但當(dāng)吸附時(shí)間達(dá)到40min以后時(shí)，去除率達(dá)到98.2%，以后基本不再增加，這說(shuō)明Pb2+的吸附已經(jīng)達(dá)到飽和。因此，在此反應(yīng)條件下，吸附時(shí)間為40min。

2.3 吸附劑用量的選擇

取100 mL水樣，調(diào)整溶液的pH為8，攪拌強(qiáng)度同1.3，吸附時(shí)間40 min，改變吸附劑的用量，其Pb2+去除率的變化如表2所示。

表2 吸附劑用量和Pb²⁺去除率的關(guān)系

吸附時(shí)間/min	0.2	0.4	0.4	0.8	1.0	1.2
Pb²⁺去除率/%	78.8	84.5	93.2	97.7	98.2	98.5

從表2看出，Pb2+的去除率隨吸附劑用量的增加而增加，當(dāng)吸附劑的用量達(dá)到 1.0g時(shí)，Pb2+去除率達(dá)到了98.2%，以后增加得不明顯，因此時(shí)對(duì)于Pb2+的質(zhì)量濃度為50mg/L的水樣，經(jīng)處理后，Pb2+的質(zhì)量濃度已經(jīng)小于1.0mg/L。故該實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于Pb2+質(zhì)量濃度為50mg/L的100mL水樣，吸附劑的用量定為1.0 g。

2.4 溶液pH的選擇

取100mL水樣，吸附劑的用量為1.0g，攪拌強(qiáng)度同1.3，吸附時(shí)間40min，改變?nèi)芤旱膒H，其Pb2+去除率的變化如表3所示。

表3 溶液pH值和Pb²⁺去除率的關(guān)系

溶液pH	3	4	5	6	7	8	9
Pb²⁺去除率	45.5	48.8	57.5	72.5	90.4	98.2	98.3

從表3可以看出，當(dāng)溶液的pH值由3 ~ 9，Pb2+的去除率不斷生高。在低pH區(qū)時(shí)，TiO2僅有吸附、交換作用，而在高pH區(qū)，既有吸附交換作用，又伴有沉淀作用，故去除率不斷升高，但在過(guò)高的pH值條件下，會(huì)造成分離的困難。故本實(shí)驗(yàn)選用pH為8。

2.5 TiO2復(fù)合吸附劑吸附和活性炭吸附實(shí)驗(yàn)比較

取100mL水樣，攪拌強(qiáng)度同1.3，吸附時(shí)間40 min，溶液的pH值8，在TiO2復(fù)合吸附劑和活性炭吸附劑的用量相同的條件下分別進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表4。

表4 TiO2復(fù)合吸附劑吸附和活性炭吸附實(shí)驗(yàn)比較

用量/g	0.2	0.4	0.6	0.8	1.0
吸附劑的去除率/ %	78.8	84.5	93.2	97.7	98.2
活性炭的去除率/%	77.8	84.5	93.1	96.8	98.1

表4結(jié)果說(shuō)明二者用量相同的情況下，TiO2復(fù)合吸附劑對(duì)Pb2+的去除率普遍高于（或相當(dāng)于）活性炭對(duì)的Pb2+去除率，當(dāng)然，活性炭的吸附條件（如溫度、pH值等）可能和TiO2復(fù)合吸附劑的吸附條件不同，但這里只是為了說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)用吸附劑的優(yōu)越，并沒有做過(guò)多的研究。

4 結(jié)論

利用TiO2復(fù)合吸附劑成功地進(jìn)行了含鉛廢水的去除實(shí)驗(yàn)，對(duì)于Pb2+的質(zhì)量濃度為50mg/L的100mL水樣，吸附劑的用量1.0g，吸附時(shí)間40min，溶液pH值8，此時(shí)Pb2+的去除率 98.2%，高于或相當(dāng)于活性炭吸附法。

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