CTMAB/BS-12改性滇池底泥处理废水中Cr(Ⅵ)的机理研究

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疏浚的滇池底泥需要较大面积的堆场来堆放,且长期置于滇池周边,容易形成对地表水和地下水等的二次环境污染问题,所以对滇池底泥进行减量化和资源化是非常必要的。滇池底泥有一定的空隙结构,具有吸附剂的特质,且滇池底泥带负电,对金属离子有静电吸附作用;同时本身含有腐殖质,可以与金属离子发生络合作用,实现对重金属离子的吸附,故将滇池底泥作为吸附重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附剂。含铬废水难易处理,不仅对水体造成污染,还会通过食物链的传输直接作用于人体引起疾病。本文以滇池底泥为研究对象,用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和两性离子表面活性剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)对滇池底泥进行改性制备吸附剂,并对含Cr(Ⅵ)废水进行吸附处理的影响因子及效能进行研究:1)改性滇池底泥的制备和表征以滇池底泥为载体制备吸附剂,研究表明当CTMAB(c=8 mg/L)溶液与滇池底泥按50m L:10mg的配比得到的吸附剂(记滇池底泥CTMAB)对Cr(Ⅵ)的去除率达93.9%,当BS-12(c=6 mg/L)溶液与滇池底泥按50 m L:10 mg的配比得到吸附剂(记滇池底泥BS-12)对Cr(Ⅵ)的去除率达95.3%。同时,对滇池底泥、滇池底泥CTMAB和滇池底泥BS-12进行BET、SEM、XRD、FTIR和Zeta电位表征分析。结果表明:滇池底泥CTMAB和滇池底泥BS-12有更大的比表面积(107.49 m~2·g-1、129.86 m~2·g-1);且滇池底泥CTMAB和滇池底泥BS-12的极性更大,具有更多的亲水性集团-OH,亲水性更强;滇池底泥CTMAB和滇池底泥BS-12的碳含量更高。2)改性滇池底泥对Cr(Ⅵ)的吸附的影响因子研究经过吸附实验研究表明,当吸附剂投加量为0.2 g/100 m L,吸附时间为1440 min,初始Cr(Ⅵ)浓度为40 mg/L,温度为30℃,滇池底泥体系p H为7,滇池底泥CTMAB体系p H为6,滇池底泥BS-12体系p H为13时,滇池底泥、滇池底泥CTMAB和滇池底泥BS-12对Cr(Ⅵ)的去除效果较好(去除率分别为40.1%、87.6%和92.4%),其中滇池底泥CTMAB和滇池底泥BS-12对Cr(Ⅵ)的去除率是滇池底泥的2-3倍;3)改性滇池底泥对Cr(Ⅵ)的吸附机理研究滇池底泥CTMAB和滇池底泥BS-12吸附Cr(Ⅵ)符合Langmuir模型和伪二级动力学方程,吸附机制主要是表面吸附和静电吸附作用,该吸附过程是一个自发吸热的吸附反应,吸附热接近吸附过程中范德华力以及氢键力产生的吸附热之和。4)脱附再生实验探究及实际废水处理的应用研究再生吸附实验表明,Cr(VI)在滇池底泥CTMAB和滇池底泥BS-12上形成稳定吸附,再生吸附效果不理想.控制实验条件,滇池底泥CTMAB和滇池底泥BS-12对电镀厂含铬废水进行吸附处理,滇池底泥CTMAB对电镀含铬废水的去除率为26.9%,滇池底泥BS-12对电镀含铬废水的去除率为31.2%,还对电镀含铬废水中的其他的重金属离子(如Cu2+、Ni2+和Zn2+)有一定的去除作用,去除率约在20%;CTMAB和BS-12改性滇池底泥制备吸附剂用以吸附重金属离子Cr(Ⅵ)是可行的,未产生二次污染问题,可为滇池底泥的资源化处理给出新思路。
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