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现代工业的迅速发展产生了大量含重金属的废水,对环境和人体健康造成严重危害。如何消除重金属的危害并有效地回收贵重金属是当今环境保护工作面临的突出问题。生物吸附技术作为新兴的重金属的去除技术,愈来愈受到人们的关注。与传统的重金属离子去除方法相比,生物吸附法的吸附原料来源广泛,且在原料的成本及环境保护方面显示出较大的优势,因此具有广阔的应用前景。本文以西安市某药厂的菌渣为原材料,并对其进行化学改性,吸附模拟废水中的Pb(II)和Cd(II),研究了初始浓度、吸附剂的用量、溶液温度、溶液pH值等对原菌渣和改性菌渣吸附Pb(II)、Cd(II)的影响,并对吸附过程的动力学和热力学进行分析,结果表明:(1)原菌渣对Pb(II)和Cd(II)的吸附,随pH值的升高,吸附率增大,其最佳pH值分别为3和5;随吸附剂用量的增加,Pb(II)和Cd(II)的吸附率逐渐增大,当吸附剂用量为20 g/L时,Pb(II)的吸附率为97.36%,Cd(II)的吸附率为65.90%,之后均维持不变;随着金属离子初始浓度的增加,吸附量逐渐增加,而吸附率呈现下降趋势,当浓度达到25 mg/L时,Pb(II)和Cd(II)吸附率达到最大,分别为97.22%和65.24%,最大吸附量分别为14.34 mg/g和7.82 mg/g。(2)原菌渣对Pb(II)和Cd(II)的吸附,随着温度的升高,Pb(II)的吸附率逐渐上升,Cd(II)的吸附率逐步降低。原菌渣对Pb(II)的吸附过程符合Freundlich等温线模型,Cd(II)的吸附过程符合Langmuir模型。(3)原菌渣对Pb(II)和Cd(II)的吸附,在吸附前60 min,Pb(II)的吸附快速进行,吸附率达到91.45%,Cd(II)的吸附在前50 min吸附速率很快,吸附率为65.70%,在210 min时两种金属离子的吸附均达到平衡,且吸附过程均符合准二级动力学方程。(4)柠檬酸改性菌渣对Pb(II)和Cd(II)的吸附,其最佳pH不变,仍分别为3和5;当吸附剂用量为20 g/L时,Pb(II)吸附率为98.25%,Cd(II)的吸附率为93.01%,之后均维持不变;当金属离子浓度为25 mg/L时,Pb(II)和Cd(II)吸附率达到最大,分别为99.63%和92.9%,最大吸附量分别为20.84 mg/g和12.96 mg/g。(5)柠檬酸改性菌渣对Pb(II)和Cd(II)的吸附,随着温度的升高,Pb(II)的吸附率逐渐上升,Cd(II)的吸附率逐步降低。柠檬酸改性菌渣对Pb(II)的吸附过程符合Freundlich等温线模型,对Cd(II)的吸附过程符合Langmuir等温线模型。(6)柠檬酸改性菌渣对Pb(II)和Cd(II)的吸附,在前30 min,Pb(II)的吸附速率很快,吸附率达到95.35%,对Cd(II)吸附率在前60 min,吸附快速进行吸附率为91.04%,180 min时均达到平衡,且吸附过程均符合准二级动力学方程。(7)柠檬酸改性菌渣和原菌渣对Pb(II)的吸附,其吉布斯自由能△G为负值、焓变△H为正值、熵变△S为正值,说明改性菌渣和原菌渣对Pb(II)的吸附过程是自发的、吸热且在固/液结合处混乱度有所增加的过程。对Cd(II)的吸附其吉布斯自由能△G、焓变△H和熵变△S均为负值,说明改性菌渣和原菌渣对Cd(II)的吸附过程是自发的、放热且在固/液结合处混乱度有所减小的过程