凈水廠干化鋁污泥對水中Pb2+和Cu2+的吸附研究

馬晨陽，段潤斌，杜震宇

（太原理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，山西太原030024）

重金屬離子Pb2+和Cu2+是工業(yè)廢水中的主要有毒污染物之一，其不能自行分解且具有較高的毒性，排放至自然環(huán)境后會對動植物、水生生物造成持久性危害〔1-2〕。吸附法去除水中重金屬離子具有操作簡單、效率高和容量大等優(yōu)點，且被吸附的重金屬污染物可通過解吸脫附回收利用，是一種具有應(yīng)用前景的水處理方法〔3〕。 目前已有學(xué)者利用活性炭〔4〕、生物炭〔5〕、石墨烯〔6〕和氧化鋁〔7〕等材料吸附處理水中的重金屬，但這些材料制作成本高，處理費用昂貴。因此，尋求一種廉價且穩(wěn)定的吸附材料成為目前吸附法去除水中重金屬主要的研究方向。

凈水廠污泥是凈水廠在水處理過程中產(chǎn)生的化學(xué)污泥，以無機(jī)成分為主，主要含土壤顆粒、金屬氫氧化物、腐殖質(zhì)等物質(zhì)〔8〕。由于凈水廠污泥中含有大量鋁離子，污泥表面存在各種形狀和尺寸的孔洞且孔隙豐富，活性強(qiáng)，活性吸附點多〔9〕，若能將凈水廠污泥用作吸附材料，不僅可以節(jié)省凈水廠運行成本，還能實現(xiàn)凈水廠污泥的環(huán)境友好處置。近年來，已有學(xué)者利用凈水廠污泥吸附處理水中的磷〔8〕、重金屬Cd2+〔10〕等，但對于重金屬 Pb2+和 Cu2+的吸附研究較少。本研究以凈水廠干化鋁污泥為吸附材料，研究了污泥投加量、pH、Pb2+和Cu2+初始濃度、吸附時間和溫度對吸附效果的影響，并通過吸附等溫線、吸附動力學(xué)模型的擬合以及熱力學(xué)分析，探討了凈水廠干化鋁污泥對Pb2+和Cu2+的吸附特性。……