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随着近几十年工业化进程的发展,废水的排放量日益增加,从而导致了严重的环境污染问题。传统的重金属废水处理技术包括稀释换水法、化学沉淀法、电解法、离子交换法等,这些方法在遇到含重金属废水的处理量大且重金属浓度低的情况时,就会暴露成本高、效果差的缺点。我们需要一种高效、廉价的重金属离子处理方法。生物吸附法提供了一种技术可行、环境友好的方法。本实验采用海带(Laminaria japonica)作为一种生物吸附剂来研究其对重金属Cd2+的吸附作用。通过对海带的预处理,研究pH值、海带投入量、初始重金属离子浓度、温度和反应接触时间等影响因子对吸附效率的影响,同时采用批量平衡法研究了海带对镉的吸附动力学与热力学,并采用Lagrange假一级动力学方程、假二级动力学方程、Langmuir等温线方程、Freundlich等温线方程以及Dubimim-Radushkevich等温线方程对实验数据进行了拟合。通过对生物吸附影响因子的实验我们发现:(1)溶液的pH等于5时,海带对重金属镉离子的吸附效率达到最大值;(2)海带投入量为20g/L时,吸附率达到了最大值,此时吸附接近于完全,再增加海带投入量,吸附率基本不再发生变化,因此我们选择海带的最佳投入量为20g/L;(3)海带浓度一定的情况下,随着重金属镉离子浓度的增加,吸附效率有降低的趋势,海带作为生物吸附剂适合于处理低浓度含重金属离子的废水;(4)在45℃以下的条件下,海带对重金属镉离子的吸附效果没有显著的变化,随着温度的升高,吸附效率也逐步降低。通过对生物吸附动力学和热力学的研究,我们发现:海带对镉的吸附动力学符合Lagrange假二级动力学方程;海带对镉的吸附热力学符合Langmuir等温线方程和Dubimim-Radushkevich等温线方程,表明吸附主要发生在海带表面的活性区位,属于单分子层吸附;其吸附平均活化自由能E为11.4KJ/mol,表明该吸附过程为化学吸附;在4种温度下ΔG°和ΔH°均为负值,表明海带对镉的吸附为放热反应,能自发进行。海带生物吸附技术正方兴未艾的发展起来,这些理论研究正是挖掘了海带在工业上的应用潜力,并为该项技术开发的进一步研究打下理论基础。