剩余污泥裂解灰陶粒吸附酸性矿山废水中Zn^(2+)、Cu^(2+)、Pb^(2+)性能及机理

以剩余污泥裂解灰为主要原材料,按照剩余污泥裂解灰∶膨润土∶淀粉为6∶3∶1的比例混合,经过造粒、熟化、干燥,最后于1050℃氮气气氛下煅烧60 min制备多孔陶瓷颗粒。采用SEM-EDS、XRD表征陶粒吸附酸性矿山废水中Zn^(2+)、Cu^(2+)、Pb^(2+)前后的微观形貌、元素变化及晶体结构。结果表明,所制备陶粒表面粗糙,具有大量孔隙结构。当陶粒投加量为3 g,初始pH=3.2,反应时间24 h时,制备的剩余污泥裂解灰陶粒对于Zn^(2+)、Cu^(2+)、Pb^(2+)去除率分别达到99.20%、85.10%、96.27%。初始pH为中性时陶粒吸附效果优于酸性条件。陶粒对于Cu^(2+)、Pb^(2+)的吸附过程符合准二级动力学模型,以离子交换为主;对于Zn^(2+),准一级与准二级动力学模型均能较好拟合,物理吸附与化学吸附发挥同等重要作用。陶粒吸附过程均符合Freundlich等温模型,对于Cu^(2+)的吸附主要发生在非均相活性位点,对于Zn^(2+)和Pb^(2+)的吸附既可以发生在均相单层也可以发生在非均相活性位点。利用剩余污泥裂解灰制备多孔陶瓷颗粒,不仅可以用于酸性矿山废水中处理重金属离子,还能解决污泥处置的问题,达到以废治污的目的。