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随着电池、铸造等行业的快速崛起,铅的污染也越来越严重,由此导致了许多环境和健康问题。含铅污水的净化是近年来环境污染治理的一大难题。利用农业固体废弃物处理重金属污水的方法,被越来越广泛的应用于净化含Pb(Ⅱ)废水。本研究以黑木耳栽培后的基质废弃物为试验材料,利用氢氧化钠和海藻酸钠分别对其进行化学改性和固定化处理,借助扫描电子显微镜-X射线能谱仪(SEM-EDX)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)分析改性前后菌糠的特性;通过静态吸附试验确定改性菌糠对Pb(Ⅱ)的吸附条件及吸附机制;利用等温模型、热动力学模型和动力学模型对试验数据进行拟合分析;利用固定床试验分析菌糠对Pb(Ⅱ)的动态吸附过程,通过数学模型拟合穿透曲线揭示菌糠吸附Pb(Ⅱ)的规律。在本研究中,菌糠展现了良好的吸附性能,本研究主要结果如下:(1)氢氧化钠改性有效提高菌糠对Pb(Ⅱ)的吸附能力,吸附能力提高了125%,固定化处理有利于固定床吸附试验。SEM检测发现改性可去除菌糠表面的杂质,有助于吸附。红外光谱分析显示改性后羟基、羧基、酰胺基和氨基等发生迁移,含氧官能团和含氮官能团可与Pb(Ⅱ)形成配合物。XRD分析显示改性后菌糠表面碱性晶体增多,受溶液H~+影响变小,有利于菌糠吸附Pb(Ⅱ)。(2)静态吸附试验结果显示,改性菌糠吸附Pb(Ⅱ)在pH为5、Pb(Ⅱ)溶液浓度为50 mg/L、吸附剂投加1 g/L、吸附时间180 min、温度303 K的条件下,吸附量可达36.35 mg/g。pH对吸附的影响非常明显,低pH下,菌糠表面被质子化,不易于吸附Pb(Ⅱ)。随着Pb(Ⅱ)浓度的升高(20-100 mg/L),吸附量逐渐升高。菌糠吸附Pb(Ⅱ)的过程主要包括前20 min内的快速吸附过程和20 min后的慢速吸附过程。温度对吸附的影响不大。(3)Langmuir和Temkin等温模型对试验结果拟合效果更好,说明菌糠表面的结合能均匀分布且对Pb(Ⅱ)的吸附为单层吸附,通过Langmuir模型计算的菌糠最大吸附量为49.53mg/g,高于多种其他类型的农业废弃物吸附剂。伪二级动力学等模型对试验数据进行拟合展现了良好的拟合效果,说明吸附过程中存在化学吸附,平衡时的最大吸附量为36.39mg/g,与试验所得吸附量36.40 mg/g接近。(4)固定床试验显示,随着流入Pb(Ⅱ)浓度增加,穿透时间和衰竭时间变短,吸附量升高。流入Pb(Ⅱ)浓度过高,会导致处理效果较差,但Pb(Ⅱ)浓度过低,传质阻力变大,吸附剂利用率下降。随着流速升高,穿透时间和衰竭时间下降,吸附量下降。但流入Pb(Ⅱ)溶液的速度降低,穿透时间会变长,经济成本增加。随着固定床填充高度上升,穿透时间和衰竭时间变长,吸附量增大。Thomas模型对穿透曲线拟合效果更好,说明固定床吸附过程不受外部及内部扩散的限制。