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铅是现代工业中常用的重金属,由于其不可生物降解且易通过食物链富集,对自然生态环境和人体健康都造成了很大的威胁。本课题利用离子交换树脂处理模拟含铅废水和铅酸电池工业废水,通过批次实验和柱状实验研究其对铅的去除效果、影响因素、反应机理及其在动态条件下的去除效率,以期为进一步的实践应用提供可靠的实验依据。本研究以732离子交换树脂对铅的交换量作为技术指标,在批次实验中考察了固液比、铅溶液初始浓度、反应时间、反应温度、离子强度和溶液初始pH值等参数对模拟含铅废水的去除效果影响,确定反应的最佳参数。实验结果表明732离子交换树脂对模拟含铅废水有很好的去除效果,在适宜的反应条件下,其对铅的最大交换量可达到396.8mg/g树脂。其中,固液比、反应温度、初始pH和离子强度对树脂交换量有明显影响。固液比实验表明,树脂与模拟含铅废水溶液反应的最佳固液比为0.5g/L;温度实验表明,温度升高,树脂对铅离子的交换量也随之提高; pH实验表明在不考虑沉淀作用的情况下,pH4.0时,732树脂对模拟含铅废水的处理效果最佳;离子强度实验则表明,树脂的交换量随着离子强度的增大而减小。同时,通过反应时间实验得到的反应平衡时间为4h。在动力学数据模拟中,假一阶动力学模型、假二阶动力学模型和Weber-Morris模型被用来评价732树脂与铅离子的反应动力学过程,结果表明732树脂对铅离子的去除过程与假一阶动力学方程的拟合性较好,证实此反应是一个以表面反应为主导的过程。Langmuir等温线方程和Freundlich等温线方程则被用于等温线数据分析中,分析结果表明Langmuir等温线方程对实验数据拟合效果更好,这意味着732树脂与铅离子的反应是一个单分子层的反应,这也与动力学数据分析的结果一致。此外,本研究还利用柱状实验对732树脂的性能进行了动态验证。在动态条件下(树脂用量2.0g,过柱流速10mL/min)对模拟含铅废水(Pb2+浓度50mg/L)和实际废水(Pb2+44.14mg/L)进行去除效果的研究。结果表明其对两种废水都具有较高的去除效率,其中,对模拟含铅废水的穿透时间为37h,实际废水为20h。随后用1mol/L的NaOH溶液对饱和的树脂进行1h的动态再生(再生液流速10mL/min),再生后再进行一次穿透实验,实验表明NaOH对受污染的732树脂有很好的再生效果,并通过FTIR-ATR对原生树脂、受污染的树脂和再生树脂进行表面官能团的分析测试,测试结果表明磺酸基团(R—SO3H)是反应中的主导基团。