净水厂干化铝污泥对水中Pb<sup>2+</sup>和Cu<sup>2+</sup>的吸附研究

doi:10.11894/iwt.2019-0014

工业水处理 ›› 2020, Vol. 40 ›› Issue (2): 59-62. doi: 10.11894/iwt.2019-0014

净水厂干化铝污泥对水中Pb²⁺和Cu²⁺的吸附研究

马晨阳(),段润斌*(),杜震宇

太原理工大学环境科学与工程学院, 山西太原 030024

收稿日期:2019-10-28 出版日期:2020-02-20 发布日期:2020-02-22
通讯作者: 段润斌 E-mail:747624538@qq.com;duanrunbin@qq.com
作者简介:马晨阳(1994-),硕士研究生。电话:15712738633, E-mail:747624538@qq.com
基金资助:
山西省重点研发计划重点项目计划(201603D111018);山西省重点研发计划（一般）社会发展项目(201703D321009-5)

Adsorption of Pb²⁺ and Cu²⁺ in water by dried alum-sludge from a water treatment plant

Chenyang Ma(),Runbin Duan*(),Zhenyu Du

College of Environmental Science and Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China

Received:2019-10-28 Online:2020-02-20 Published:2020-02-22
Contact: Runbin Duan E-mail:747624538@qq.com;duanrunbin@qq.com
Supported by:
山西省重点研发计划重点项目计划(201603D111018);山西省重点研发计划（一般）社会发展项目(201703D321009-5)

摘要/Abstract

摘要：

采用净水厂干化铝污泥吸附处理水中的Pb²⁺和Cu²⁺，研究了污泥投加量、pH、Pb²⁺和Cu²⁺初始浓度、吸附时间以及温度对吸附效果的影响。结果表明，Pb²⁺和Cu²⁺的去除率均随污泥投加量的增加和溶液pH的升高而增大；Langmuir模型能够准确描述干化铝污泥对Pb²⁺和Cu²⁺的吸附特性，20℃时其对Pb²⁺和Cu²⁺的饱和吸附量分别可达212.77、73.53 mg/g；干化铝污泥对Pb²⁺和Cu²⁺的吸附动力学符合准二级动力学模型；吸附过程为自发、吸热、熵增的反应。

关键词: 净水厂污泥, 吸附, 重金属离子

Abstract:

This paper was aimed to investigate the adsorption of Pb²⁺ and Cu²⁺ in water by dried alum-sludge(DAS) from a water treatment plant. The effects of sludge dosage, initial pH, initial concentrations of Pb²⁺ and Cu²⁺, adsorption time and temperature on Pb²⁺ and Cu²⁺ adsorption were investigated, respectively. The results showed that the adsorption removal rates of Pb²⁺ and Cu²⁺ increased with increasing the sludge dose or pH. Langmuir isothermal model could accurately describe the adsorption characteristic of DAS adsorption on Pb²⁺ and Cu²⁺. The maximum adsorption capacities of DAS on Pb²⁺ and Cu²⁺ at 20℃ were 212.77 mg/g and 73.53 mg/g, respectively. The adsorption kinetics of DAS on Pb²⁺ and Cu²⁺ fit well with Lagergren's pseudo-second-order kinetic model. The adsorption was a spontaneous and endothermic progress along with entropy production.

Key words: dried alum-sludge from water treatment plant, adsorption, heavy metal ions

中图分类号:

X703

马晨阳,段润斌,杜震宇. 净水厂干化铝污泥对水中Pb²⁺和Cu²⁺的吸附研究[J]. 工业水处理, 2020, 40(2): 59-62.

Chenyang Ma,Runbin Duan,Zhenyu Du. Adsorption of Pb²⁺ and Cu²⁺ in water by dried alum-sludge from a water treatment plant[J]. Industrial Water Treatment, 2020, 40(2): 59-62.

https://www.iwt.cn/CN/Y2020/V40/I2/59

图/表 7

参考文献 15

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重金属离子	温度/℃	Langmuir等温式			Freundlich等温式
重金属离子	温度/℃	q_m/ (mg·g^-1)	b	R²	k ₁	1/n	R²
Pb²⁺	20	212.77	0.088	0.990	68.566	0.216	0.923
Pb²⁺	30	222.22	0.146	0.994	81.908	0.205	0.941
Cu²⁺	20	73.53	0.044	0.982	13.697	0.328	0.936
Cu²⁺	30	88.50	0.203	0.990	35.748	0.213	0.968

重金属离子	温度/℃	Langmuir等温式			Freundlich等温式
重金属离子	温度/℃	q_m/ (mg·g^-1)	b	R²	k ₁	1/n	R²
Pb²⁺	20	212.77	0.088	0.990	68.566	0.216	0.923
Pb²⁺	30	222.22	0.146	0.994	81.908	0.205	0.941
Cu²⁺	20	73.53	0.044	0.982	13.697	0.328	0.936
Cu²⁺	30	88.50	0.203	0.990	35.748	0.213	0.968

模型类型	重金属离子	表达式	k₂	k₃	q_e/ (mg·g^-1	R²
准一级动力学	Pb²⁺	log(q_e-q_t) = -0.440t+1.938	1.012	—	86.68	0.885
准一级动力学	Cu²⁺	log(q_e-q_t) = -0.387t+1.532	0.891	—	34.02	0.984
准二级动力学	Pb²⁺	t/q_t=0.006 7t+ 0.002 9	—	0.016	149.32	0.997
准二级动力学	Cu²⁺	t/q_t=0.016 5t+ 0.006 2	—	0.044	60.61	0.999

模型类型	重金属离子	表达式	k₂	k₃	q_e/ (mg·g^-1	R²
准一级动力学	Pb²⁺	log(q_e-q_t) = -0.440t+1.938	1.012	—	86.68	0.885
准一级动力学	Cu²⁺	log(q_e-q_t) = -0.387t+1.532	0.891	—	34.02	0.984
准二级动力学	Pb²⁺	t/q_t=0.006 7t+ 0.002 9	—	0.016	149.32	0.997
准二级动力学	Cu²⁺	t/q_t=0.016 5t+ 0.006 2	—	0.044	60.61	0.999

重金属离子	T/K	K_d / (L·g¹)	ΔG^θ/ (kJ·mol^-1)	ΔH^θ/ (kJ·mol^-1)	ΔS^θ/ (kJ·mol·K^-1)
	293	8.845	-21.16
Pb²⁺	303	9.299	-23.70	53.261	0.254
	313	10.246	-26.24
	293	1.058	-17.24
Cu²⁺	303	2.627	-19.59	51.615	0.235
	313	4.072	-21.94

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