碱渣对重金属吸附特性的研究
碱渣充当覆盖土应用于填埋场是一个比较新颖的课题，本文从碱渣对重金属吸附的角度，采用动态试验和静态试验结合的方法，对碱渣的吸附机理、吸附性能进行了研究，为碱渣应用于填埋场提供理论支持。
在碱渣对单一重金属吸附的试验中，研究了温度、pH值、初始浓度等因素对Cu<'2+>、Zn<'2+>、Cd<'2+>三种重金属离子吸附的影响。结果表明，重金属的吸附量随温度的升高而降低，随初始浓度的增大而增大，随体系pH的增大而增大。其中pH值是影响碱渣吸附的最主要因素。当吸附体系pH低于突跃pH值时，碱渣对重金属的吸附为物理吸附，Freundlich等温吸附方程可以较好的描述其等温吸附关系，Elovich动力学方程可以较好的描述其动力学规律，此时吸附作用力主要为范德华力、偶极间力、氢键力中的一种或几种共同作用；而当吸附体系pH高于突跃pH值时， Langmuir等温吸附方程可以较好的描述其等温吸附关系，Langrnuir动力学方程可以较好的描述其动力学规律，此时其吸附作用力主要为化学键力。
在竞争吸附实验中，本文从吸附竞争系数的角度上研究了Cu<'2+>、Zn<'2+>、Cd<'2+>三种重金属离子共存的情况下碱渣对其的吸附特点，研究显示随着体系pH和初始浓度的升高，Cu<'2+>的竞争吸附系数呈下降趋势而Zn<'2+>、Cd<'2+>呈上升趋势，而随温度的升高Cu<'2+>竞争吸附系数呈现升高的趋势，而Zn<'2+>、Cd<'2+>的竞争吸附系数呈现减小的趋势。
动态试验在模拟实际填埋场覆盖层的基础上，采用高浓度和水力负荷的重金属吸附质对碱渣层进行淋洗。试验结果表明水力负荷为：286.6L／In2·h，浓度负荷为：Cu<'2+>8.68x10<'4> mg·m<'-2>·h<'-1>；Zn<'2+>4.21x10<'4>mg·m<'-2>·h<'-1>；Cd<'2+>1.40×10<'2+>mg·m<'-2>·h<'-1>条件下。单一碱渣层对重金属有较高的吸附截留能力，其穿透时间达到60h以上，饱和时间超过88h。
重金属在碱渣表面的存在形态主要为铁锰氧化物结合态、碳酸盐结合态；以有机质及硫化物结合态存在的重金属极少。
碱渣;重金属;吸附行为;水力负荷;填埋场
中国海洋大学
硕士
环境工程
金春姬
2006
中文
X705
61
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）