目前用于处理低浓度(＜100mg/L)重金属离子废水的传统方法存在效率低或成本高等不足之处,而吸附法由于操作简便、成本低等优点成为近年来研究的热点。凹凸棒石又名坡缕石,是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物,因具有特殊的纤维结构、不同寻常的胶体和吸附性能,而具有广泛的应用领域。本文分别从静态吸附实验和动态吸附实验对凹凸棒石粘土吸附Ni(Ⅱ)的行为进行研究。静态吸附实验考察了时间、初始浓度、pH值、吸附剂量以及温度等因素对凹凸棒石粘土吸附Ni(Ⅱ)效果的影响,并从吸附热力学、动力学角度描述了凹凸棒石粘土对Ni(Ⅱ)的吸附行为。动态吸附实验对Ni(Ⅱ)溶液初始浓度、流速、初始pH值和吸附床高度对穿透曲线的影响进行了探讨。实验结果表明：
⑴凹凸棒石粘土对Ni(Ⅱ)的吸附在吸附前10 min内基本完成,吸附率和吸附量都随吸附时间的延长快速增加,10 min后均随时间的延长而增长缓慢,表明吸附已趋于平衡。凹凸棒石粘土对Ni(Ⅱ)的吸附量随着Ni(Ⅱ)初始浓度的增加,从10.25mg/g增加到32.20 mg/g,表明高浓度的Ni(Ⅱ)更能够充分利用凹凸棒石粘土对Ni(Ⅱ)的吸附能力。凹凸棒石粘土对Ni(Ⅱ)的吸附率和吸附量都随pH升高而增加,可见,宜在中性或偏碱性条件下进行。凹凸棒石粘土对Ni(Ⅱ)的吸附量和吸附率都随温度升高而增加,但是影响并不明显,所以会宁凹凸棒石粘土对Ni(Ⅱ)的吸附可以在室温下进行。
⑵Langrnuir和Freundlich方程拟合的线性相关系数R12＞0.99＞R22,凹凸棒石粘土对Ni(Ⅱ)的吸附能够较好地符合Langmuir吸附等温方程。凹凸棒石粘土对Ni(Ⅱ)的吸附动力学符合准二级动力学方程,说明该吸附是以化学吸附为速率控制步骤;而表观吸附活化能数据表明此吸附过程明显带有物理吸附的性质。因此,凹凸棒石粘土对Ni(Ⅱ)的吸附并不是单一的以化学吸附或物理吸附为吸附速率控制步骤的过程,而是由物理吸附和化学吸附共同控制的过程。
⑶吸附柱中凹凸棒石粘土吸附床高度、Ni(Ⅱ)溶液初始浓度、流速和pH值对穿透时间有较大影响。在中性或偏碱性条件下,穿透时间较长;随着吸附床高度增加,穿透时间延长;而随Ni(Ⅱ)溶液初始浓度、流速的增大,穿透时问急剧缩短。BDST模型能够充分描述凹土吸附床高度与穿透时间之间的关系,且对仅改变Ni(Ⅱ)溶液初始浓度的穿透时间进行预测时可以得到较满意的结果。

    doi：
    10.7666/d.Y1885633
    关键词：
    重金属废水 污水处理 离子吸附 凹凸棒石粘土
    作者：
    赵旭涛
    学位授予单位：
    兰州理工大学
    授予学位：
    硕士
    学科专业：
    环境工程
    导师姓名：
    胡显峰
    学位年度：
    2011
    语种：
    中文
    分类号：
    X703.1 O647.311
    在线出版日期：
    2011年08月24日