粉煤灰与生活污泥混合制备吸附剂对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的试验研究

以粉煤灰和生活污泥为原料,经过物理活化、物理-化学活化制备了改性污泥吸附剂,通过比表面积测定仪(BET)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和Zeta电位仪等设备研究了污泥吸附剂的性质,分析了改性污泥吸附剂对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的去除效果和吸附机理.结果表明,原污泥吸附剂(RSA)结构致密,BET比表面积为12.604 m2/g,改性污泥吸附剂(MSA)表面粗糙,孔洞明显变大,BET比表面积为52.573 m2/g.RSA和MSA吸附Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)在360 min后基本达到平衡.MSA对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的去除率较RSA分别增大了30.83％和61.81％.随着pH值(2≤pH≤6)增大,RSA对Cu(Ⅱ)的去除率从16.83％上升到74.32％,对Cd(Ⅱ)的去除率从3.17％上升到36.33％;MSA对Cu(Ⅱ)的去除率从51.50％上升到95.77％,对Cd(Ⅱ)的去除率从25.00％ 上升到48.17％.MSA对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附容量分别从298 K时的7.230 mg/g和15.480 mg/g增加到318 K时的9.540 mg/g和16.206 mg/g.MSA对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)最大理论吸附量分别为18.69 mg/g和20.92 mg/g,Langmuir吸附等温模型R2分别为0.9965和0.9980,准二级动力学模型R2均为0.99以上,表明MSA对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附过程以羟基和羧基反应的化学作用为主,单分子层吸附的物理作用为辅.MSA吸附Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)是一个吸热过程,且吸附Cu(Ⅱ)是自发的.因此,改性污泥可以作为一种潜在的吸附材料处理含重金属的废水.