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垃圾渗滤液中的重金属污染问题严重,且易与腐殖酸(HA)络合,阻碍渗滤液资源化利用,重金属问题亟待解决。本文选择成本效益高、操作简便、通用性强的吸附法去除水体中重金属离子,以来源广泛、环境友好的果胶为基材,采用离子交联法制得P(果胶凝胶球),并在此基础上引入聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、壳聚糖(CS)、Fe(Ⅲ),分别采用多元共混法、包埋法,制备P/PVA(果胶共混聚乙烯醇凝胶球)、P/CS@Fe(Ⅲ)(果胶包埋壳聚糖交联三价铁复合凝胶球),以二价镍离子(Ni(Ⅱ))、六价铬离子(Cr(Ⅵ))为目标去除物,研究P、P/PVA、P/CS@Fe(Ⅲ)三种吸附剂的吸附性能。探讨了吸附剂投加量、溶液pH值、初始重金属浓度、反应温度、吸附时间、共存离子等因素对吸附性能的影响,考察材料的循环使用性能。对材料的基团结构、晶相结构、微观形貌及元素组成进行研究,深入探讨果胶基凝胶球对重金属离子Ni(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的吸附机理。进行动态吸附实验,研究不同吸附剂填充高度(H)、进水初始浓度(C0)及进水流速(v)等运行参数对混合凝胶球吸附性能的影响,为果胶基凝胶球在实际渗滤液应用方面提供数据支持。主要研究成果如下:(1)通过单因素及正交实验探究三种吸附剂的最佳制备条件。以3%(w/v)的P为基材,1%(w/v)的Ca Cl2为交联剂,采用离子交联法制备P凝胶球;采用多元共混法,将3.00 g果胶加至PVA/PEG溶液中制得均相溶胶,以CaCl2(1%,w/v)为交联剂,制备P/PVA凝胶球,提高对Ni(Ⅱ)的吸附性能;以P-PEG均相溶胶为前驱体,引入CS及Fe(Ⅲ),按P:CS=3:2,Ca(Ⅱ):Fe(Ⅲ)=1:1的质量比,制备P/CS@Fe(Ⅲ)复合凝胶,提高对阴离子Cr(Ⅵ)的吸附性能。(2)P凝胶球不适用于吸附去除Cr(Ⅵ),且对阳离子Ni(Ⅱ)的吸附量较低,在最佳pH=6的条件下,饱和吸附量为7.71 mg/g。静态试验结果表明,对Ni(Ⅱ)的吸附是以化学吸附为主,可自发进行的吸热过程。P凝胶球表面粗糙且致密,不具备孔隙结构。(3)P/PVA凝胶球对Ni(Ⅱ)有良好的吸附效果,在相同条件下(25℃、pH=6),P/PVA凝胶球对Ni(Ⅱ)的吸附量(20.85 mg/g)是P凝胶球的2.80倍。拟二级动力学模型能更好的描述Ni(Ⅱ)的吸附过程,吸附平衡时间为3 h。吸附涉及单层化学和多层物理吸附,属于自发、吸热、熵增过程,升高温度、增大初始浓度可有效提高Ni(Ⅱ)的吸附量。5次循环脱附后,P/PVA凝胶球的再生率仍能保持在66%以上,具备较好的再生性能。(4)P/CS@Fe(Ⅲ)复合凝胶球对Cr(Ⅵ)的去除效果优于Ni(Ⅱ)。Cr(Ⅵ)吸附量随pH升高而减小,相反Ni(Ⅱ)吸附量随pH升高逐渐增大,最佳pH分别为3、6。Cr(Ⅵ)、Ni(Ⅱ)的吸附均是以化学作用为主的自发吸热过程。在初始浓度为10 mg/L的条件下,对Cr(Ⅵ)、Ni(Ⅱ)的理论饱和吸附量分别为213.62、195.57 mg/g。P/CS@Fe(Ⅲ)具有良好的再生性能,经5次循环脱附后,再生率仍在70%以上。(5)混合吸附剂在P/PVA与P/CS@Fe(Ⅲ)质量比为1:1时,对Cr(Ⅵ)、Ni(Ⅱ)均有良好的吸附效果。共存离子K+、Na+、Cl-、CH3COO-对吸附的影响较小,而Ca2+、Cr6+、Ni2+、Cl-、SO42-、NO3-等的加入会对同电性离子产生明显抑制作用,对不同电性离子产生促进效应。实际渗滤液环境中,混合吸附剂处理效果稳定,对Cr(Ⅵ)、Ni(Ⅱ)的去除效率分别为70.52%、76.80%,具有良好的研究前景。(6)溶液中Ni(Ⅱ)的吸附机理包括,官能团络合、离子交换、静电吸引和物理吸附等。Cr(Ⅵ)的吸附机理主要是静电吸附-还原作用,通过-NH3+的静电吸引以及Fe(Ⅲ)的氧化还原作用得以去除。(7)动态吸附实验结果表明:穿透时间(Tthrough)及耗竭时间(Tdep)与H、C0、v有关,H增加或C0、v降低,可以提高吸附剂的吸附量与去除率。BDST模型和Yoon-Nelson模型均能较好的拟合材料的动态吸附过程,可用于预测实际废水处理时间。