摘要
摘要：本文以重金属污染的治理和赤泥固体废弃物的资源化利用为背景，通过室内静态吸附试验，系统分析了单一因素对重金属离子在赤泥上的吸附特性和机理的影响，并研究了多种重金属离子混合后在赤泥上的竞争吸附特性及机理，还开展了三种重金属离子在赤泥上的解吸试验，使用两种吸附-解吸模型进行拟合，最后利用一维土柱中的渗流试验，研究了赤泥隔层对重金属运移过程的影响以及对不同重金属的截污能力的差异。所得的结论如下： (1)溶液初始pH和浓度、反应时间，赤泥剂量、温度等因素对重金属离子在赤泥上的吸附有不同程度的影响，其他条件相同时，重金属离子的脱除率随赤泥剂量、温度和pH的增加而增加。浓度为100mg/L的Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)三种重金属离子溶液，所需最佳赤泥剂量分别为1.0、1.5、2.0g/L。Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)三种重金属离子溶液初始pH分别为4.2、5.0、4.0时，重金属离子脱除率达到最佳。 (2)对单一离子的吸附而言，吸附强度大小顺序为Pb(Ⅱ)＞Cd(Ⅱ)＞Cu(Ⅱ)；从三种离子的竞争吸附来看，竞争系统中重金属离子的吸附量均有所降低。依据分配系数，三种重金属离子的吸附优先程度为：Pb(Ⅱ)＞Cd(Ⅱ)＞Cu(Ⅱ)。重金属离子在赤泥上的吸附优先程度除了与重金属本身的性质相关外，还与赤泥中矿物成分(如赤铁矿、针铁矿、纤铁矿、方解石、硬水铝石、石英、软水铝石、水硅铝钙石)含量相关。 (3)重金属离子浓度越大，重金属离子之间的竞争吸附效应越显著，脱除率折减系数kr越大；重金属离子脱除率折减系数kr随赤泥剂量的增大而减小，这说明增大赤泥剂量有助于提高重金属离子在竞争系统中的脱除率。 (4)重金属离子的吸附-解吸存在滞回现象，吸附-解吸曲线具有明显的非线性特征，即使系统上连续施加七次稀释循环后，仍有一小部分重金属被解吸。 (5)非线性吸附-解吸模型可以更好的对吸附-解吸试验进行拟合，并且可以反映温度和不同重金属离子的影响。温度增加，非线性吸附-解吸模型的吸附-解吸平衡常数也随之增加，表明升高温度可以提高吸附性能越好。三种重金属的吸附-解吸曲线的非线性程度顺序为Cu(Ⅱ)＞Cd(Ⅱ)＞Pb(Ⅱ)，该顺序与三种重金属离子在赤泥上的吸附强度顺序相反，重金属离子吸附能力越弱，相应的吸附-解吸曲线越接近于非线性。 (6)赤泥隔层对三种重金属离子的截污能力具有较大差异性，赤泥隔层对Pb(Ⅱ)的截污能力优于Cd(Ⅱ)，对Cd(Ⅱ)的截污能力优于Cu(Ⅱ),此顺序与赤泥对三种重金属离子的吸附顺序一致，说明赤泥隔层对三种重金属离子的截污能力受其对重金属离子的吸附能力影响。赤泥是一种比较理想的防渗材料，既可以起到防渗作用，又可以极大限度的降低了土体污染物中重金属离子含量。
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