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含汞废水是很多工业生产过程排放的一类重金属废水,其危害早已被人们所认识,并开发出多种物理、化学和生物处理方法。然而,现有的方法由于存在许多弊端而制约了广泛的工程应用,含汞废水仍然是目前环境的重要汞污染源之一。随着国际、国内对环境汞排放标准限值的进一步收严,大量的含汞废水处理越来越需要开发高效、低耗、低成本的处理材料、处理工艺和技术,确保含汞废水的达标排放。本文以农业作物秸秆制备的秸秆活性炭为材料,通过改性,研究改性活性炭对溶液中汞的吸附特性、吸附机制及影响因素,探索改性活性炭处理含汞废水的工艺参数,为开发出低成本、高效、环境友好的汞吸附材料提供科学依据。研究的结果表明:1.改性条件影响活性炭的吸附性能。在600℃、800℃和1000℃的温度条件下制得的改性活性炭对Hg(Ⅱ)的吸附率有明显差异,温度条件为1000℃得到的改性活性炭效果最好。掺硫改性后,活性炭的含硫基团增加,显著改善活性炭对Hg(Ⅱ)的吸附能力,但不同碳硫质量比对改性活性炭的吸附性能影响明显,以碳硫比为1:3制得的改性活性炭的效果最优。改性前活性炭的粒径大小也显著影响改性后的吸附性能,但吸附性能随粒径大小的变化没有趋势,以中等粒径(150μm)得到的改性活性炭表现最好。改性时间对改性活性炭的吸附性能没有明显影响。2.与未改性活性炭相比,改性活性炭显著地提高了对溶液中Hg(Ⅱ)的去除率,其吸附性能与溶液pH、初始浓度、吸附剂用量有关。改性活性炭受溶液的pH影响范围较未改性活性炭小,pH值在4左右,改性活性炭对Hg(Ⅱ)的去除率达到最大,而未改性活性炭的去除率随pH增加而增加。初始Hg(Ⅱ)浓度影响到吸附剂的去除率,相同初始浓度下,改性活性炭对Hg(Ⅱ)的去除率远大于未改性活性炭。Hg(Ⅱ)的去除率随活性炭用量增加而增加,但吸附量随用量增加而减少,在初始Hg(Ⅱ)浓度为30mg/L条件下,活性炭用量为3.0g/L时,改性活性炭对Hg(Ⅱ)的去除率达到99.8%,未改性活性炭仅为80%左右;吸附平衡时,改性活性炭的吸附量为33.10mg/g,远大于未改性活性炭的11.67mg/g。活性炭的吸附过程为吸热反应,但不同温度条件下,活性炭的吸附性能差异并不明显。活性炭对Hg(Ⅱ)的吸附符合Freundlich方程,吸附机制为多分子层吸附,吸附动力学符合Lagergren准二级动力学模型,吸附类型主要以化学吸附为主。3.改性活性炭对模拟含汞废水的处理效果受pH、接触时间的影响明显。在活性炭用量为4g/L,模拟废水Hg(Ⅱ)浓度为30mg/L的条件下,最佳处理pH为5,接触时间为5h,Hg(Ⅱ)的去除率为72%,工艺试验结果与实验结果有相当的差距。主要结论:秸秆活性炭经掺硫改性后,显著地改善了活性炭的表面吸附性能。改性活性炭对Hg(Ⅱ)吸附受pH、吸附剂用量和初始浓度的影响明显,但受温度的影响不大;活性炭对Hg(Ⅱ)的吸附过程符合Freundlich方程,吸附动力学符合Lagergren准二级动力学模型,吸附机理为多分子层吸附,吸附类型主要以化学吸附为主,吸附热力学为吸热反应。