摘要:利用TiO2復(fù)合吸附劑進(jìn)行了含鉛廢水的復(fù)附劑廢水去除實(shí)驗(yàn),并與活性炭吸附法進(jìn)行了對(duì)比,合吸含鉛結(jié)果表明,處理對(duì)于Pb2+的復(fù)附劑廢水質(zhì)量濃度為50 mg/L的水樣,Pb2+的合吸含鉛去除率為98.2 %,高于或相當(dāng)于活性炭吸附法。處理
關(guān)鍵詞:TiO2復(fù)合吸附劑 含鉛廢水 去除率
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 含Pb2+水樣
用Pb(NO3)2配制,復(fù)附劑廢水Pb2+的合吸含鉛濃度為50mg/L。
1.2 TiO2復(fù)合吸附劑的處理制備[2]
TiCl4醇解過(guò)程中加入一定量的添加劑,經(jīng)微濾、復(fù)附劑廢水干燥、合吸含鉛煅燒制得TiO2復(fù)合吸附劑。處理
1.3 吸附實(shí)驗(yàn)
取100mL水樣加入到燒杯中,復(fù)附劑廢水調(diào)整溶液的合吸含鉛pH值,加入一定量的處理TiO2復(fù)合吸附劑(以下簡(jiǎn)稱(chēng)吸附劑),開(kāi)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(kāi)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(jiàn)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 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.0 |
吸附劑的去除率/ % | 0 | 78.8 | 84.5 | 93.2 | 97.7 | 98.2 |
活性炭的去除率/% | 0 | 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(méi)有做過(guò)多的研究。