速生桉林业废弃物开发重金属吸附剂的理论研究与实际应用

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
51168001
项目类别：
地区科学基金项目
资助金额：
50.0万
负责人：
唐艳葵
依托单位：
广西大学
学科分类：
E1006.固废资源转化与安全处置
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
邹昀；陆建平；张寒冰；姚秋艳；刘雯；黎雯；王琳庆；陈玲；
关键词：
重金属速生桉林业废弃物生物质吸附剂污染控制

项目摘要

重金属进入环境后不能被生物降解，蓄积性强，严重威胁人类的身体健康,重金属污染控制与环境修复已刻不容缓。近年来，广西大力发展林浆纸一体化，大面积种植速生桉作为纸浆原料。由于砍伐量大，桉叶、树皮成为大宗林业废弃物，为这些废弃物寻找合适的处置办法，并将其转化为附加值高的有用材料，是一项迫切的任务。按树叶、树皮含有能与金属离子结合的活性物质，可以直接或提取有效成分后用作金属离子吸附剂或固定剂。本项目研究速生桉树叶、树皮在重金属污染控制及环境修复中的应用潜力及机理。考察其去除重金属的效果、影响因素、过程机理、原材料的有效成分，在此基础上，研制高效重金属吸附剂或固定剂，用于去除水中或固定污泥中的金属离子，并考察吸附剂或固定剂在重金属污染土壤环境修复中应用的潜力。价廉易得的吸附材料既可降低污染控制成本，又能为林业废弃物的综合利用提供新途径。

结项摘要

中国南方大面积种植的速生桉树叶、树皮含有能与重金属结合的活性物质，可以直接或提取有效成分后用作金属离子吸附剂。.桉叶提取物含有酚羟基等物质，能与重金属离子发生配位或螯合等化学反应。将提取物分别用天然凝胶和膨润土固定，对水中重金属具有良好的吸附效果；将桉叶提取物添加到城市污水处理厂污泥堆肥中，对于Cr、Pb、Cd，Tessier五种提取态的前三态(可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态)含量均发生改变：Cr的生物有效性呈降低的趋势，从不稳定态迁移至稳定态，而Pb和Cd则刚好相反。各种品系的速生桉中，尾叶桉树叶对重金属去除效果较好。以其树叶为原料制备改性吸附剂E2，发现它对水中六价铬、三价铬、铅、镉、铜、镍等重金属均有良好的吸附效果，尤以对铅的吸附效果最佳。但因吸附剂比重小，吸附后难以固液分离。项目组制备了ME1和ME2两种磁性吸附剂，它们都属于超顺磁材料。ME1对水中铬离子和铅离子等均有高效去除。ME1对Cr (VI)的吸附包含化学及物理吸附，其过程符合Freundlich等温模型、伪二级动力学模型。ME1能有效处理高浓度含铬电镀废水，其中，Cr (VI)和总铬（TCr）的去除率均大于97%，其他共存离子几乎完全去除；在外加磁场下，10 min即可实现固液分离。ME1可多次再生和重复利用，经6个“再生-吸附”循环后，铅的吸附与磁分离效果均无显著变化。ME2为吸附剂E2加磁处理制得。ME2可有效去除水中的铅离子。用ME2处理模拟冶炼废水，常温下，当吸附剂投加量为8.00 g/L，调节pH至5，上清液中各种铅、锌、铜离子浓度均低于排放限值，但镉尚未达标；但当吸附剂投加量为16g/L，上清液中各种金属离子浓度均低于《铅、锌工业污染物排放标准》排放限值。钠离子的存在对重金属吸附效果影响无影响。水中的钙离子和硫酸根离子对铅去除影响不大，但对镉、铜、锌离子的吸附影响较显著。最佳工艺条件下，以ME2处理某铅冶炼厂综合废水，出水中重金属含量低于排放限值，且在10分钟左右实现固液分离，吸附剂残渣可返回烧结配料处置、利用。以速生桉树叶为生物质基制备的磁性吸附剂在工业废水处理方面具有开发潜力。