【摘 要】
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内蒙古地区固废资源产量巨大种类繁多,固废污染控制与资源化利用是当地亟待解决的生态环境问题。本文以建筑垃圾、粉煤灰、赤泥等固废为原料制备陶粒,探究了陶粒最佳制备条件和酸碱改性条件;并以改性陶粒吸附废水中的Pb2+,并探究了其吸附机理。本研究提供了固废资源化—环境工程材料制备—环境污染控制应用的全链条技术路线,在实现固废资源化利用的同时,达到了“以废治污”的最终目的。研究结果如下:（1）陶粒最佳制备条
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内蒙古地区固废资源产量巨大种类繁多,固废污染控制与资源化利用是当地亟待解决的生态环境问题。本文以建筑垃圾、粉煤灰、赤泥等固废为原料制备陶粒,探究了陶粒最佳制备条件和酸碱改性条件;并以改性陶粒吸附废水中的Pb2+,并探究了其吸附机理。本研究提供了固废资源化—环境工程材料制备—环境污染控制应用的全链条技术路线,在实现固废资源化利用的同时,达到了“以废治污”的最终目的。研究结果如下:（1）陶粒最佳制备条件:原料配比:建筑垃圾:粉煤灰:赤泥=10:2:3,添加1/10稻壳灰,烧结温度1150℃,保温10 min。制得的陶粒主要指标满足《水处理用人工陶粒滤料》（CJ/T 229-2008）和《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB 5085.3-2007）的要求。陶粒的平均孔径约为1μm,主要矿物成分有石英、磁铁矿、钙长石、高岭石、方解石和莫来石。挂膜实验表明,该陶粒具有挂膜效率高,启动周期短等优点,可作为生物填料用于水处理中。（2）陶粒改性由酸改性和碱改性步骤复合而成,具体改性条件如下:（1）酸改性:以烧结陶粒为原料,选用混合酸作为改性剂,液固比为5:1,酸浓度5 mol/L,水浴温度80℃,反应时间4 h;（2）碱改性:以酸改性陶粒为原料,以4 mol/L的Na OH为改性剂,液固比5:1,水浴温度60℃,反应时间6 h。酸碱复合改性后陶粒的比表面积及孔容大幅提高,平均孔径显著降低,陶粒表面负载大量-OH官能团,为改性陶粒用作重金属离子吸附剂奠定了化学基础。（3）在溶液中Pb2+的初始浓度为100 mg/L,控制p H＜6.0,改性陶粒投加量4.0 g/L,吸附时间4 h的条件下,Pb2+的去除率可达99.09%。吸附动力学和热力学拟合结果表明,该吸附过程更符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,最大吸附量qm为34.3407 mg/L。改性陶粒的-OH官能团对于吸附起主要作用,吸附后的改性陶粒出现了Pb2Cl OH和Pb O的衍射峰,说明改性陶粒与Pb2+发生了化学吸附。
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