摘要
为了低成本高效率地同步去除酸性矿山废水（AMD）中重金属及酸度，本文以膨润土-造纸白泥复合颗粒作为吸附剂，研究了其制备工艺条件、对Cu2+、Zn2+的吸附去除性能及影响因素，建立了吸附等温及动力学方程，在静态实验基础上展开动态试验研究，并结合SEM对其进行表征。研究结果如下： （1）确定了膨润土-造纸白泥复合颗粒的最佳制备条件为：造纸白泥与膨润土以5:5的比例进行复合、外掺5%无水Na2CO3、在温度为500℃条件下焙烧1h；利用SEM对在不同条件下制备出的颗粒进行微观表征可知，经焙烧改性后的复合颗粒层状结构明显、比表面积巨大、表面疏松多孔且膨胀，因此对重金属离子具有很强的吸附能力。 （2）将两种膨润土复合颗粒进行对比可知，膨润土-造纸白泥复合颗粒无论是在碱度的释放量还是在对Cu2+、Zn2+的去除效果方面均优于膨润土-钢渣复合颗粒。因此膨润土-造纸白泥复合颗粒可作为一种新型水处理吸附材料，使得造纸白泥得到了资源化利用，经济有效地解决了造纸白泥出路问题。 （3）通过静态实验确定了复合颗粒处理含Cu2+、Zn2+酸性矿山废水的主要影响因素及影响规律：吸附剂投加量越大、溶液pH值越高、振荡速率越快，复合颗粒对Cu2+、Zn2+的去除效果越好；随着初始浓度的增大，Cu2+、Zn2+的吸附量随之增加，而去除率随之减少；通过将复合颗粒进行脱碱及单独加碱试验，初步揭示了复合颗粒对Cu2+、Zn2+的吸附-聚沉协同作用；Cu2+、Zn2+共存时存在竞争吸附，Cu2+被优先去除；复合颗粒对Cu2+、Zn2+的吸附均符合BET多分子层吸附，准二级动力学方程更适合描述其吸附过程。 （4）通过动态试验结果表明以膨润土-造纸白泥复合颗粒作为吸附剂动态处理浓度为100mg/L左右的含Cu2+、Zn2+AMD在流速为0.576mL/min、HRT2h、表面水力负荷2.64m3/(m2?d)的条件下，分别在运行至62d、45d时床层耗竭，对应的吸附量分别为57.32mg/g、45.89mg/g。膨润土-造纸白泥复合颗粒可高效同步去除AMD中的重金属离子和酸度，值得推广应用。
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