活性炭吸附重金屬

1、改性活性炭吸附水中重金屬鎘的改性活性炭吸附水中重金屬鎘的研究研究1 1二、重金屬的去除方法三、活性炭對(duì)重金屬的吸附四、吸附劑的改性方法一、研究意義與背景五、結(jié)論2 2一、研究意義與背景鎘由于毒性太大，被列為重金屬“五毒”之一。極微量的鎘就可對(duì)人體造成傷害。我國(guó)近年來重金屬污染事件頻發(fā)，對(duì)我國(guó)的飲用水安全和食品安全造成了嚴(yán)重的威脅，危害到人類的健康。鎘具有穩(wěn)定、積累和不易消除的特點(diǎn)，可通過食物鏈富集，對(duì)人體產(chǎn)生慢性中毒?！巴赐床　蔽鬯C合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)將鎘列為第一類污染物，總鎘最高允許排放濃度為0.1 mg/L。3 3 受到有毒鎘污染的農(nóng)田4 4傳統(tǒng)的重金屬去除工藝適用于較高

2、濃度的重金屬離子的去除，而適用于低濃度的去除技術(shù)如反滲透法等成本太高，需開發(fā)高效、方便并且成本合理的重金屬的去除技術(shù)?；钚蕴课綄?duì)有機(jī)污染物有較好的去除效果，通過改性可改變活性炭表面特性從而提高對(duì)重金屬的吸附。一、研究意義與背景5 5生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)6 6二、重金屬的去除方法7 7化學(xué)法1、化學(xué)沉淀法 （1）堿性化學(xué)沉淀法 （2）硫化物沉淀法 （3）組合或其它化學(xué)沉淀法二、重金屬的去除方法8 8利用化學(xué)沉淀法去除重金屬離子利用化學(xué)沉淀法去除重金屬離子9 92、重金屬捕集劑 重金屬捕集劑能與重金屬離子發(fā)生強(qiáng)力螯合作用，迅速生成不溶于水、含水量低、易過濾分離的絮狀沉淀，從而去除重金屬離

3、子。3、離子交換法 最常用的離子交換樹脂是帶有磺酸基團(tuán)(-SO3H)的酸性樹脂，和帶有羧基基團(tuán)(COOH)的弱酸性樹脂。 離子交換法不會(huì)產(chǎn)生二次污染，并可回收重金屬,但樹脂容易被氧化和污染，對(duì)預(yù)處理要求高。二、重金屬的去除方法1010 物理化學(xué)法1、膜分離技術(shù) 包括：微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)和反滲透。 微濾膜為 0.1 m 級(jí)別孔徑的膜，用來去除懸浮顆粒物、藻類、細(xì)菌等； 超濾膜為 0.01 m 級(jí)別的膜，用來去除小的膠體和病毒； 納濾和反滲透都可以用來去除金屬離子，但反滲透去除體積更小的離子，孔徑為 0.01 m 級(jí)別和納米級(jí)別。 二、重金屬的去除方法11112、吸附法 吸附

4、法包括活性炭吸附、碳納米管吸附、低成本吸附劑吸附等。 活性炭在重金屬的處理中也被廣泛地使用著，活性炭的微孔和中孔結(jié)構(gòu)使之具有巨大的比表面積 ，主要以粉末狀或顆粒狀形式存在。二、重金屬的去除方法1212生物修復(fù)法 生物吸附技術(shù)：利用生物體的化學(xué)特性來吸附水中的金屬離子，主要通過本身所帶的負(fù)電荷來吸附金屬陽(yáng)離子。 典型的生物吸附劑主要有三種來源: (1) 非活性的生物質(zhì)，比如樹皮、木質(zhì)素、蟹殼等； (2) 藻類生物質(zhì)； (3) 微生物類生物質(zhì)，比如細(xì)菌、真菌和酵母菌。 二、重金屬的去除方法1313 植物修復(fù)技術(shù)：主要是通過植物根系的根際圈分泌物質(zhì)和土壤中的生物的新陳代謝活動(dòng)來吸收、吸附和降解污染物

5、等，是土壤修復(fù)的重要技術(shù)。 用植物處理重金屬主要有三個(gè)主要原理: （1）從對(duì)廢水中的有毒金屬進(jìn)行吸取、沉淀或富集； （2）萃取土壤中或者水中的重金屬，富集運(yùn)輸至根部和枝條部分，然后移去根部或者枝條部分； （3）降低有毒金屬的活性，從而減少重金屬在水體和空氣中傳播 。二、重金屬的去除方法1414重金屬去除的主要傳統(tǒng)工藝的優(yōu)缺點(diǎn) 活性炭的表面官能團(tuán) 含氧基團(tuán)有羧基、酚羥基、羰基、內(nèi)酯基及酸酐等，含氮官能團(tuán)主要有吡啶、酰胺等。三、活性炭對(duì)重金屬的吸附1616活性炭表面含氧官能團(tuán)活性炭表面含氮官能團(tuán)1717吸附模式 活性炭吸附金屬通常符合 Langmuir 和 Freundlich 模式。吸附容量公式

6、Langmuir型方程Freundlich型方程V 為鎘溶液體積，qe (mg/g 或者 mmol/L/g)為平衡吸附容量，qm為最大吸附容量，單位相同，m(g)為活性炭的質(zhì)量，b(L*mmol/Lol-1)為平衡常數(shù)。三、活性炭對(duì)重金屬的吸附1818吸附機(jī)理炭表面羧基與金屬離子交換的機(jī)理圖三、活性炭對(duì)重金屬的吸附1919影響因素 1、活性炭的表面特性：孔隙結(jié)構(gòu)、比表面積、零電荷點(diǎn)、表面官能團(tuán)等。 2、吸附質(zhì)的性質(zhì)：吸附質(zhì)的存在形態(tài)，半徑大小、所帶電荷、濃度等。 3、溶液性質(zhì)：pH、溫度、離子強(qiáng)度等。三、活性炭對(duì)重金屬的吸附2020酸堿改性 通過酸改性主要是為了增加活性炭表面的含氧官能團(tuán)的含量。四、吸附劑的改性方法臭氧氧化活性炭表面生成酚羥基和羧基的過程2121氨基化法 對(duì)碳納米管進(jìn)行氧化再添加氨基的改性方法。多壁碳納米管的改性四、吸附劑的改性方法2222其它改性方法 通過接枝一些具有很多配位基團(tuán)的化學(xué)試劑也可以促進(jìn)對(duì)金屬的吸附，這些化學(xué)試劑主要包含氧官能團(tuán)，氨基，含硫基團(tuán)，對(duì)金屬有很好的配位或者螯合作用。四、吸附劑的改性方法2323吸附法處理含鎘廢水的控制條件比較多，如吸附劑的粒度、吸附劑的添加量、廢水的成