海帶對鎘離子的生物吸附研究.pdf

1、隨著近幾十年工業(yè)化進程的發(fā)展，廢水的排放量日益增加，從而導致了嚴重的環(huán)境污染問題。傳統(tǒng)的重金屬廢水處理技術包括稀釋換水法、化學沉淀法、電解法、離子交換法等，這些方法在遇到含重金屬廢水的處理量大且重金屬濃度低的情況時，就會暴露成本高、效果差的缺點。我們需要一種高效、廉價的重金屬離子處理方法。生物吸附法提供了一種技術可行、環(huán)境友好的方法。 本實驗采用海帶(Laminaria japonica)作為一種生物吸附劑來研究其對重金屬Cd2

2、+的吸附作用。通過對海帶的預處理，研究pH值、海帶投入量、初始重金屬離子濃度、溫度和反應接觸時間等影響因子對吸附效率的影響，同時采用批量平衡法研究了海帶對鎘的吸附動力學與熱力學，并采用Lagrange假一級動力學方程、假二級動力學方程、Langmuir等溫線方程、Freundlich等溫線方程以及Dubimim-Radushkevich等溫線方程對實驗數(shù)據(jù)進行了擬合。 通過對生物吸附影響因子的實驗我們發(fā)現(xiàn)：(1)溶液的pH等于5

3、時，海帶對重金屬鎘離子的吸附效率達到最大值；(2)海帶投入量為20g/L時，吸附率達到了最大值，此時吸附接近于完全，再增加海帶投入量，吸附率基本不再發(fā)生變化，因此我們選擇海帶的最佳投入量為20g/L；(3)海帶濃度一定的情況下，隨著重金屬鎘離子濃度的增加，吸附效率有降低的趨勢，海帶作為生物吸附劑適合于處理低濃度含重金屬離子的廢水；(4)在45℃以下的條件下，海帶對重金屬鎘離子的吸附效果沒有顯著的變化，隨著溫度的升高，吸附效率也逐步降低。

4、 通過對生物吸附動力學和熱力學的研究，我們發(fā)現(xiàn)：海帶對鎘的吸附動力學符合Lagrange假二級動力學方程；海帶對鎘的吸附熱力學符合Langmuir等溫線方程和Dubimim-Radushkevich等溫線方程，表明吸附主要發(fā)生在海帶表面的活性區(qū)位，屬于單分子層吸附；其吸附平均活化自由能E為11.4KJ/mol，表明該吸附過程為化學吸附；在4種溫度下△G°和△H°均為負值，表明海帶對鎘的吸附為放熱反應，能自發(fā)進行。 海帶生