茶樹菇廢菌體對水中Cr(VI)吸附的響應面優(yōu)化及機理研究.pdf

1、近年來，隨著工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人口基數(shù)日益加大，產(chǎn)生的污水量不斷遞增，水污染日益嚴重，使水資源受到嚴重威脅，甚至危害到人們的生命健康。各種工業(yè)生產(chǎn)活動中產(chǎn)生的含重金屬離子廢水，就其處理難度和危害性而言，是難生物降解的廢水，且具有較大的毒性，個別還具有生物富集效應，最終通過生物鏈可能造成人體中毒，危害到人體安全。在各種重金屬污染事件中，Cr(Ⅵ)作為污染因子已越來越多，嚴重影響了周圍動植物及人類的健康，因此，對廢水中的Cr(Ⅵ)進行處

2、理勢在必行。目前用于去除廢水中Cr(Ⅵ)的主要方法有：化學處理法、物理處理法和生物處理法等，當前研究較多的是用生物吸附劑進行吸附，其具有來源廣、吸附能力強、易于分離回收重金屬等特點，所以開發(fā)高效、價廉的吸附劑一直是廣大科研工作者追求的目標。
　　 本實驗用茶樹菇廢菌體作為吸附劑對溶液中Cr(Ⅵ)進行吸附，研究了該吸附劑對Cr(Ⅵ)的吸附性能。用單因素靜態(tài)實驗對影響吸附的五個主要因素：pH值、Cr(Ⅵ)初始濃度、反應時間、攪拌速度

3、和吸附劑用量進行了實驗分析，采用BBD(Box-Behnken design)法對茶樹菇廢菌體吸附水中Cr(Ⅵ)的過程進行了優(yōu)化，設定5個影響因子分別為pH值、Cr(Ⅵ)初始濃度、反應時間、攪拌速度和吸附劑用量，響應值為Cr(Ⅵ)的去除率，并對吸附過程的熱力學特征、動力學特征及吸附機理進行了初步探究。結果表明，各個因素對其影響效果不一，各自呈現(xiàn)不同規(guī)律；影響廢菌體吸附Cr(Ⅵ)的顯著性因素是pH值、Cr(Ⅵ)初始濃度和吸附劑用量，相對來

4、說pH值的影響作用尤為明顯；廢菌體對Cr(Ⅵ)吸附的最佳條件為pH值1.19，Cr(Ⅵ)初始濃度為148.58mg/L，反應時間為89.02min，攪拌速度為180.12r/min，吸附劑用量為10.90g/L，在此條件下，實測Cr(Ⅵ)的去除率達96％以上；用Langmuir、Freundlich及Dubinin-Raduskevich吸附等溫模型對吸附過程進行擬合發(fā)現(xiàn)：Langmuir吸附等溫模型可以很好地反映茶樹菇廢菌體對Cr(Ⅵ

5、)的吸附特性，在室溫下最大去除效率為46.95mg/g；對表觀熱力學參數(shù)ΔG、ΔS及ΔH的計算表明，廢菌體對Cr(Ⅵ)吸附為吸熱的自發(fā)過程，并且吸附過程增加了體系的混亂度；用準一級動力學模型和準二級動力學模型對廢菌體的吸附行為進行擬合發(fā)現(xiàn)，準二次動力學模型能很好的描述茶樹菇廢菌體對Cr(Ⅵ)的吸附，擬合相關性系數(shù)為：R2=0.972；最后結合FTIR圖，對吸附機理進行了探討，發(fā)現(xiàn)茶樹菇廢菌體對水中Cr(Ⅵ)的吸附以物理吸附為主，并伴有部