蒜苗葉纖維對廢水中Cr6+的吸附效果

陳 莉，劉壯壯，馬沛勤

(山西運(yùn)城學(xué)院生命科學(xué)系，山西 運(yùn)城 044000)

蒜苗葉纖維對廢水中Cr6+的吸附效果

陳 莉，劉壯壯，馬沛勤

(山西運(yùn)城學(xué)院生命科學(xué)系，山西 運(yùn)城 044000)

以蒜(Alliumsativum)苗葉渣為吸附材料，建立吸附率對Cr6+濃度、蒜苗葉渣加入量、溶液pH值、吸附溫度及吸附時間5個影響因素的二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合模型，研究蒜苗葉渣對重金屬離子Cr6+的吸附作用。從模型推知，pH值為5、溫度40 ℃、時間2 h、濃度40 mg·L-1、加入量0.5 g時達(dá)最大吸附率94.91%。試驗(yàn)結(jié)果表明，蒜苗葉渣可以用來吸附低濃度含鉻廢水。Langmuir和Freundlich等溫吸附模型都可以描述Cr6+在蒜苗葉渣上的等溫吸附行為，其中Langmuir較Freundlich更為擬合。蒜苗葉渣吸附Cr6+的動力學(xué)試驗(yàn)表明，吸附過程符合二級動力學(xué)模型，說明該吸附過程為混合吸附，以化學(xué)吸附為主，物理吸附為輔，二級動力吸附曲線可以很好地描述其吸附動力學(xué)情況。

蒜苗葉渣；吸附；Cr6+

近年來，隨著工業(yè)化水平的加劇，重金屬污染與日俱增，其危害性引起了世界各國環(huán)境學(xué)者的關(guān)注。電鍍、選礦和制革等許多工業(yè)排放的廢水、廢氣和廢渣常導(dǎo)致水環(huán)境的重金屬污染[1]。重金屬對環(huán)境的危害性突出表現(xiàn)為其不能被生物分解，相反卻能在食物鏈的生物放大作用下，成千百倍地富集，最后進(jìn)入人體[2]。傳統(tǒng)處理含Cr廢水的方法主要有兩種：1)物理法，即不改變Cr的存在形態(tài)，從而將鉻從廢水中清除的方法，如液膜法、離子交換法和活性炭吸附法等；2)化學(xué)法，即改變Cr在水中的存在形態(tài)，使溶解性的金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗芙饣螂y溶解的金屬化合物從廢水中除去，如藥劑還原沉淀法、鐵屑處理法和電解還原法等[3]。除此之外，羅偉鋒[4]采用反滲透膜法及硫化物氫氧化物共沉淀法處理電鍍廢水中的重金屬離子；左鳴和汪曉軍[5]采用鐵氧體法去除廢水中的鎳、鉻、鋅、銅離子；孫瑩和李素琴[6]采用吸附法處理含鉻廢水。二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計既具有回歸正交設(shè)計試驗(yàn)次數(shù)較少、計算簡便以及部分消除回歸系數(shù)之間的相關(guān)性等優(yōu)點(diǎn)，又具有有效的克服二次回歸正交設(shè)計無旋轉(zhuǎn)性，能根據(jù)預(yù)測值直接尋求最優(yōu)區(qū)域的優(yōu)點(diǎn)[7]。

蒜苗葉中含豐富的膳食纖維，有研究表明膳食纖維中的酸性多糖有著很好的離子交換作用，特別是對重金屬元素有很強(qiáng)的吸附作用。例如，楊賢慶等[8]研究了4種海藻膳食纖維對Cd2+、Pb2+、Hg2+的吸附作用。我國大蒜(Alliumsativum)產(chǎn)量很高，年產(chǎn)量達(dá)400萬t，居世界首位，約占世界總產(chǎn)量的1/4[9]。廢棄蒜苗葉材料容易獲取，因此本研究選擇蒜苗葉渣中膳食纖維為原料，用于吸附重金屬離子Cr6+治理污水。

1 材料與方法

1.1材料、試劑與儀器 蒜苗葉，市場購買；蒸餾水，自制；重鉻酸鉀、氫氧化鈉、鹽酸均為AR級。

TAS-986型原子吸收光譜儀(上海精密科學(xué)儀器有限公司)，微型高速萬能粉碎機(jī)(天津泰斯特儀器有限公司)。

1.2方法

1.2.1蒜苗葉渣的制取 具體工藝流程為：材料→搗碎去汁→HCl(pH值為2)煮沸10 min→NaOH(pH值為12)浸泡30 min→HCl(pH值為2，60 ℃)浸泡2 h→漂洗→加乙醇煮沸20 min→過濾→烘干→磨細(xì)→半成品→漂白→漂洗→烘干→粉碎→過篩→產(chǎn)品[10]。

1.2.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)規(guī)定，Cr6+的最高允許排放濃度為 0.5 mg·L-1。本試驗(yàn)主要研究蒜苗葉渣對Cr6+的吸附效果，故試驗(yàn)時Cr6+吸附前濃度均采用其允許排放濃度的10～100倍。分別配制5、10、15、20、30、40、50 mg·L-1的重鉻酸鉀溶液各50 mL，用原子吸收分光光度儀作3次平行試驗(yàn)，測其吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)曲線結(jié)果表明Cr6+的標(biāo)準(zhǔn)溶液在5～50 mg·L-1范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，線性方程為y=0.001 5x+0.009 6，相關(guān)系數(shù)R2為0.997 0。

1.2.3單因素對吸附效果的影響 選取以下6個因素：蒜苗葉渣粒徑過篩(0.833、0.350、0.246、0.198、0.165 mm)、溫度(20、40、60、80、100 ℃)、溶液的初始濃度(5、10、15、20、30、40、50 mg·L-1)、時間(2、4、6、8、10 h)、蒜苗葉渣的加入量(0.1、0.3、0.5、0.7、0.9 g·mL-1)、溶液的pH(1、3、5、7，9)開展蒜苗葉渣對Cr6+吸附效果的試驗(yàn)。其中，當(dāng)開展1個單因子試驗(yàn)時，其他單因子設(shè)置如下：①蒜苗葉渣粒徑：溫度40 ℃、溶液的初始濃度50 mg·L-1、時間4 h、蒜苗葉渣的加入量0.3 g、溶液的pH值為 5，得出0.165 mm時吸附率最高，因此以下試驗(yàn)均采用0.165 mm的蒜苗葉渣。②溫度：溶液的初始濃度50 mg·L-1、時間4 h、蒜苗葉渣的加入量0.3 g、溶液的pH 值為5。③溶液的初始濃度：溫度40 ℃、時間4 h、蒜苗葉渣的加入量0.3 g、溶液的pH值為5。④時間：溫度40 ℃、溶液的初始濃度50 mg·L-1、蒜苗葉渣的加入量0.3 g、溶液的pH值為5。⑤蒜苗葉渣的加入量：溫度40 ℃、溶液的初始濃度50 mg·L-1、時間4 h、溶液的pH值為5。⑥溶液的pH值：溫度40 ℃、溶液的初始濃度50 mg·L-1、時間4 h、蒜苗葉渣的加入量0.3 g。

1.2.4五因素二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計 根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，并在前人研究的基礎(chǔ)上[11-13]，選取5個關(guān)鍵因素pH、溫度、時間、濃度、加入量進(jìn)行二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計。首先，選擇5因素的上下限值。計算各影響因素的零水平(Z0j)和變化間隔Δj并根據(jù)公式：Z0j=(Z1j+Z2j)/2；Δj=(Z1j-Z2j)/γ編制因素水平編碼表(表1)和五因子正交回歸旋轉(zhuǎn)設(shè)計組合[14](表2)。依次向36組試管中加入所需的溶液50 mL，再加入對應(yīng)的蒜苗葉渣量，置于不同條件下靜置。根據(jù)不同條件取出相應(yīng)的試管，過濾，用原子吸收分光光度計測量吸光度(表2)。

1.2.5與活性炭吸附能力的比較 分別配制50 mL不同濃度(5、10、20、30、40、50 mg·L-1)的Cr6+標(biāo)準(zhǔn)溶液各兩份，將pH調(diào)整為5，一份各加入0.3 g蒜苗葉渣，另一份各加入0.3 g活性炭，在40 ℃的水浴鍋中靜置4 h。經(jīng)過濾后測Cr6+的吸光度，計算出吸附率。

1.2.6蒜苗葉渣對Cr6+吸附率的測定[15]采用公式：

吸附率=(C0-C)×100%/C0

(1)

吸附量(q)= (C0-C)×V/W

(2)

式中，q為吸附量(mg·g-1)，C0為金屬離子的初始濃度(mg·L-1)，C為蒜苗葉渣吸附后的平衡濃度(mg·L-1)，V為金屬離子溶液體積(L)，W為加入蒜苗葉渣質(zhì)量(g)。

1.2.7吸附等溫線試驗(yàn) Langmuir和Freundlich等溫式為溶液中重金屬吸附[11]最常用的模型。Langmuir等溫式可以用式(3)表示。

(3)

式中，Ce為平衡濃度(mg·L-1)，qe為平衡吸附量(mg·g-1)，qm為飽和吸附量，a為Langmuir平衡常數(shù)。

Freundlich等溫式[16]可以表示為式(4)。

(4)

式中，K和n(ngt;1)是在一定溫度下的常數(shù)。這個公式考慮了不均勻表面的情況，尤其是在適中濃度時，F(xiàn)reundlich等溫式能夠很好地符合，因而在液相吸附中也常使用Freundlich等溫式。Freundlich等溫式被看作經(jīng)驗(yàn)式，但是如果對Langmuir等溫式吸附能量[10]進(jìn)行全范圍的積分，可以得到Freundlich等溫式。式(4)兩邊取對數(shù)即可變成線性形式：

(5)

配制不同濃度的Cr6+標(biāo)準(zhǔn)溶液50 mL，將pH調(diào)整為5，加入0.3 g蒜苗葉渣，在40 ℃作Cr的吸附等溫線，取其濃度分別為5、10、20、30、40、50 mg·L-1，靜置4 h。取上清液測其對Cr6+的平衡濃度，計算出吸附率。

1.2.8吸附動力線試驗(yàn) 動力學(xué)研究是工藝設(shè)計的基礎(chǔ)，有助于探討吸附機(jī)理。為了揭示蒜苗葉渣吸附重金屬離子的機(jī)理和規(guī)律，將蒜苗葉渣吸附重金屬離子的試驗(yàn)數(shù)據(jù)根據(jù)目前常用的吸附動力學(xué)模型[17]進(jìn)行擬合。

表1 因素水平編碼表Table 1 Code table of factors and levels

表2 五因子正交回歸旋轉(zhuǎn)設(shè)計組合表Table 2 Five factors orthogonal regression rotation design combination

本研究采用一級動力學(xué)和二級動力學(xué)吸附速率模型[18]。一級動力學(xué)模型表達(dá)式為：

(6)

式中，qe和qt分別為吸附平衡和吸附時間為t時的吸附量(mg·g-1)；K1為一級吸附速率常數(shù)(min-1)。

擬二級動力學(xué)模型是建立在速率步驟為化學(xué)反應(yīng)或通過電子得失的化學(xué)吸附基礎(chǔ)上的二級動力學(xué)模型，表達(dá)式為：

(7)

式中，K2為二級吸附速率常數(shù)(g·mg-1·min-1)。

配制50 mL的50 mg·L-1Cr6+標(biāo)準(zhǔn)溶液，將pH調(diào)整為5，加入0.3 g蒜苗葉渣40 ℃下靜置、密封浸泡，測定不同時間(2、4、6、8、10 h)濾液中鉻離子的剩余量，繪出吸附速率曲線。

1.3數(shù)據(jù)處理 采用Excel、SAS和DPS軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理以及圖形的繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1單因素結(jié)果分析 吸附率隨著蒜苗渣粒徑的增大而降低，其中粒徑為0.165 cm的吸附率最高，達(dá)69.33%(F=0.32,P=0.59)(圖1)。隨著溫度的升高，吸附率先快速上升再緩慢上升，溫度為100 ℃時吸附率達(dá)到最高，為70.13%(F=0.11,P=0.74)。隨著溶液初始濃度的增加，吸附率呈先增加后下降的趨勢，在40 mg·L-1時達(dá)到最高，為67.00%(F=33,Plt;0.01)。隨著吸附時間的增加，吸附率呈先增大后基本不變的趨勢，當(dāng)吸附時間為4 h時吸附率最高，可達(dá)67.47%，原因是4 h前屬快速吸附階段，之后屬緩慢吸附階段，4 h后曲線趨于平緩，此時Cr6+已達(dá)到或接近吸附平衡，時間繼續(xù)延長吸附阻力會隨蒜苗葉渣表面吸附的Cr6+增多而增大[19]致使吸附率不再增加。隨著蒜苗葉渣加入量的增加，吸附率先增加后下降，在加入量為0.5 g時吸附率最高，達(dá)66.13%(F=33,Plt;0.01)。隨著溶液pH的增加，吸附率先增加后減小，在pH為5時吸附率最高，為75.33%(F=702,Plt;0.01)(圖1)。

圖1 蒜苗葉渣粒徑、溫度、溶液初始濃度、吸附時間、加入量和溶液pH對吸附效果的影響Fig.1 Effects of garlic bolt slag size, temperature, Chromium ion initial concentration,time, garlic bolt slag addition and pH

2.2回歸方程及模型的建立 濃度(X1)、加入量 (X2)、pH(X3)、溫度(X4)、時間(X5)及吸附率(Y)的數(shù)學(xué)模型回歸方程為:

Y=85.269 6+8.340 8X1-3.253 3X2+0.758 3X3+0.801 7X4-2.693 3X5-5.036 9X12-4.263 1X22-2.595 6X32-2.473 1X42+1.826 9X52-0.916 3X1X2-0.853 8X1X3-3.421 3X1X4-0.433 8X1X5-0.998 8X2X3-3.223 8X2X4+0.363 8X2X5+1.188 8X3X4-1.166 3X3X5+1.158 8X4X5.

在顯著水平為0.01的條件下，通過方差分析求出蒜苗葉吸附擬合的模型F失擬=F1=2.849 54lt;F0.01=3.37，表明存在未知因素對試驗(yàn)結(jié)果的影響，但影響不大；F回歸=5.601 63gt;F0.01=3.37，達(dá)到極顯著水平，說明模型成立。

2.3二次回歸模型的顯著性檢驗(yàn)及重建二次回歸模型 由于試驗(yàn)設(shè)計具有正交性，消除了回歸系數(shù)之間的相關(guān)性，故可直接把不顯著因子剔除，將其平方和及自由度并入剩余項，再次進(jìn)行方差分析(表3)。

X1，X12，X22在0.01水平上達(dá)極顯著，X2，X5，X32，X42，X1X4，X2X4在0.05水平上達(dá)顯著。可剔除不顯著項，構(gòu)成簡化回歸方程(α=0.10)：

表3 二次方差分析Table 3 Two-way analysis of variance table

注：*表示顯著(Plt;0.05)，**表示極顯著(Plt;0.01)。

Note：*express significance at 0.05 level,**express significance at 0.01 level.

Y=85.269 6+8.340 8X1-3.253 3X2-2.693 3X5-5.036 9X12-4.263 1X22-2.595 6X32-2.473 1X42-3.421 3X1X4-3.223 8X2X4.

蒜苗葉渣對Cr6+的吸附率與加入量、時間、pH、溫度、濃度的相關(guān)指數(shù)R2為83.33%，而其它因素的影響誤差和占16.67%。

2.4因子互作效應(yīng)的響應(yīng)面分析(其他因子為零水平) 對顯著項X1X4、X2X4做響應(yīng)面效應(yīng)分析。固定pH、時間和加入量分別為5、6 h和0.5 g,濃度為40 mg·L-1,溫度為50 ℃時，蒜苗葉渣對Cr6+吸附率達(dá)到最大值89.665 9%。整個曲面沿濃度的變化較為明顯，說明濃度對吸附率的影響比溫度大(圖2)。固定pH、時間和濃度分別為5、6 h和30 mg·L-1,加入量為0.4 g,溫度為70 ℃時，蒜苗葉渣對Cr6+吸附率達(dá)到最大值86.018 1%。整個曲面沿加入量的變化較為明顯，說明加入量對吸附率的影響比溫度大(圖3)。

2.5蒜苗葉渣對重金屬Cr6+吸附的最佳參數(shù)組合 5個因素的水平取在端點(diǎn)(1、0、0、-1、-2),即濃度40 mg·L-1、加入量 0.5 g 、pH值為5、溫度40 ℃、時間2 h，此時預(yù)測的吸附率最大為94.91%。為了證實(shí)預(yù)測結(jié)果，采用上述最優(yōu)條件再次進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)測其對重金屬Cr6+的吸附率為86.99%，與理論值接近，可進(jìn)一步驗(yàn)證數(shù)學(xué)回歸模型具有一定的合理性。

圖2 濃度與溫度交互作用對吸附率的影響Fig.2 Effect of interaction between concentration and temperature

圖3 加入量與溫度交互作用對吸附率的影響Fig.3 Effect of interaction between joins the quantity and temperature

2.6蒜苗葉渣與活性炭吸附能力的對比 在濃度為5 mg·L-1時，蒜苗葉渣的吸附率明顯高于活性炭；濃度為30和50 mg·L-1時，二者相等；其它濃度時，蒜苗葉渣的吸附率比活性炭略高，因此可用蒜苗葉渣來處理低濃度的含鉻廢水(圖4，F(xiàn)=158,Plt;0.01)。二者的吸附機(jī)理不同：活性炭的特性決定了其對Cr6+的吸附屬物理吸附；蒜苗葉渣主要成分是纖維素[8,20]，纖維素自身有很強(qiáng)的重金屬螯合能力[8,21-22]，據(jù)此推測蒜苗葉渣對Cr6+的吸附可能既有物理吸附又有化學(xué)吸附，且以化學(xué)吸附為主，物理吸附為輔，當(dāng)Cr6+溶液初始濃度較低時，蒜苗葉渣在物理吸附和化學(xué)吸附共同作用下，吸附效果較活性炭好，更適合去除低濃度廢水中的Cr6+。

圖4 蒜苗葉渣與活性炭吸附能力的對比Fig.4 Comparison of garlic bolt slag and activated carbon adsorption capacity

圖5 Cr6+的吸附等溫線Fig.5 Adsorption isotherm plots of Cr6+

2.7吸附等溫線 選用40 ℃作鉻的吸附等溫線，隨著濃度的增加，吸附等溫線呈L型，蒜苗葉渣膳食纖維對鉻離子的吸附可能以單分子層吸附占優(yōu)勢，符合Langmuir和Freundlich等溫式。試驗(yàn)條件同1.2.7，以吸附量對平衡濃度作圖，得到吸附等溫曲線(圖5)。等溫線起始段的斜率較大，且為凸向吸附量軸的曲線，當(dāng)濃度增大到一定程度后，吸附量基本不再變化，說明有利于低濃度Cr6+的脫除，為優(yōu)化吸附等溫線[23]。當(dāng)平衡濃度大到一定程度時，吸附量有一變化平緩的區(qū)域，這是由于Cr6+的單層極限吸附[20,24]所致。

用Langmuir和Freundlich吸附等溫線方程對圖5的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合。其中，Langmuir吸附等溫方程各數(shù)據(jù)點(diǎn)呈一擬合良好的直線，R2=0.988 8(圖6)，而Freundlich吸附等溫方程偏離直線的有多個數(shù)據(jù)點(diǎn)，R2=0.96(圖6)，Langmuir方程和Freundlich方程擬合的相關(guān)系數(shù)均接近于1，但Langmuir方程相關(guān)系數(shù)r=0.994 4更接近于1，說明本試驗(yàn)結(jié)果使用Langmuir等溫式表示效果更加符合試驗(yàn)結(jié)果，即Langmuir等溫式能很好地描述蒜苗葉渣對Cr6+的吸附，屬于單分子層吸附，以化學(xué)吸附為主，物理吸附為輔。

2.8吸附動力曲線 試驗(yàn)條件同1.2.8，以吸附量對吸附時間作圖，得到吸附動力學(xué)曲線(圖7)。蒜苗葉渣對Cr6+的吸附量在開始的2 h增加很快，隨著吸附時間的延長，吸附量增加逐漸變緩，在4 h以后基本達(dá)到平衡。在較短的時間內(nèi)，蒜苗葉渣對Cr6+產(chǎn)生較大的吸附，吸附量達(dá)3.865 mg·g-1，說明蒜苗葉渣對Cr6+有較強(qiáng)的結(jié)合力。

用擬一級速率方程、擬二級速率方程對Cr6+的吸附動力y曲線的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，發(fā)現(xiàn)擬一級速率方程有多個數(shù)據(jù)點(diǎn)偏離直線，R2=0.876 7(圖8)，擬二級速率方程數(shù)據(jù)點(diǎn)呈線性，R2=1(圖9)，在兩種動力學(xué)方程擬合結(jié)果中，擬二級速率方程擬合的相關(guān)系數(shù)高于擬一級速率方程的相關(guān)系數(shù)，說明本試驗(yàn)結(jié)果更適合使用擬二級速率方程。更進(jìn)一步說明該吸附為混合吸附，以化學(xué)吸附為主，物理吸附為輔。根據(jù)擬二級速率方程的特點(diǎn)，實(shí)際操作中采用靜態(tài)操作，應(yīng)控制好吸附時間。

圖6 線性Langmuir和Freundlich吸附等溫線Fig.6 Line Langmuir and Freundlich isotherm plots for adsorption

圖7 Cr6+(VI)的吸附動力學(xué)曲線Fig.7 Adsorption kinetic plots for Cr6+(VI)

圖8 擬一級速率方程曲線Fig.8 Pseudo-first order rate equation curve

圖9 擬二級速率方程曲線Fig.9 Pseudo-second order rate equation curve

3 討論與結(jié)論

本試驗(yàn)利用我國主要的農(nóng)產(chǎn)品蒜苗廢棄葉渣中膳食纖維的吸附作用，進(jìn)行了其對廢水中有毒重金屬Cr6+的吸附研究。試驗(yàn)中探討了各種因素：如吸附劑的加入量、Cr6+的初始濃度、pH值、吸附時間以及溫度對Cr6+去除效果的影響，擬合了常見的吸附等溫模型與吸附動力模型，得出了以下結(jié)論：采用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計，通過DPS軟件分析得知，濃度40 mg·L-1、加入量 0.5 g、pH為5、溫度40 ℃、時間2 h，此時預(yù)測的吸附率最大，為94.91%；通過與活性炭的對比可知蒜苗葉渣可用來處理低濃度的含鉻廢水；Langmuir和Freundlich等溫吸附模型都可以很好的描述Cr6+在蒜苗葉渣上的等溫吸附行為，但Langmuir吸附等溫式能更好地描述蒜苗葉渣對Cr6+的吸附熱力學(xué)機(jī)理，蒜苗葉渣對Cr6+的吸附以單分子層吸附為主；蒜苗葉渣吸附Cr6+的動力學(xué)試驗(yàn)表明，吸附過程符合二級動力學(xué)模型，說明該吸附為混合吸附，以化學(xué)吸附為主，物理吸附為輔。

試驗(yàn)結(jié)果表明，此模型能很好地反映出利用蒜苗葉渣吸附重金屬離子鉻的條件，這可以用來處理含鉻廢水，從而解決環(huán)境污染問題，一旦研制成功，蒜苗葉渣將可成為一種安全無污染的生物吸附材料。但試驗(yàn)過程中排除了溶液中共存重金屬離子影響，在實(shí)際生活與生產(chǎn)中，共存離子不可避免，所以關(guān)于蒜苗渣對共存重金屬離子溶液的吸附特性有待進(jìn)一步研究。另外，由于時間及試驗(yàn)條件限制，本試驗(yàn)尚存在不足之處，未對吸附劑進(jìn)行循環(huán)利用研究，而且其機(jī)理的深入研究仍需采用電鏡、紅外光譜等手段進(jìn)一步驗(yàn)證。以上問題都將是進(jìn)一步研究的方向。

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Studyonadsorptionofchromiuminwastewaterbymealfiberingarlicslag

CHEN Li, LIU Zhuang-zhuang, MA Pei-qin

(Department of Life Science, Yuncheng University, Yuncheng 044000，China)

In order to study the adsorption of Cr6+with garlic bolt slag, garlic slag was used as adsorption materials, and effects of five factors were analyzed such as adsorption rate of Cr6+concentration, garlic bolt slag quantity, the solution to pH value, adsorption temperature and adsorption time. The five factors were studied using two regressions orthogonal rotating combination designs. From the model, it could be concluded that the best adsorption rate was 94.14% when pH was 5, temperature was 40 ℃, time was 2 h, concentration was 40 mg·L-1, addition amount was 0.5 g. From the experiment, it could be concluded that garlic bolt slag could be used for adsorbing low concentration wastewater. The isothermal adsorption Langmuir and Freundlich model could describe isothermal adsorption behavior of Cr6+in garlic bolt, Langmuir model was fit than Freundlich. From the dynamics experiment of garlic bolt absorption Cr6+, conclusion was made that the adsorption processes fitted the secondary dynamic model. It indicated that adsorption process was a mixed adsorption process and chemical adsorption was given priority to physical adsorption. Secondary dynamic adsorption curve could well describe the adsorption dynamics condition.

garlic bolt slag; adsorption; Cr6+

CHEN Li E-mail:clsshine@163.com

S633.9

A

1001-0629(2013)10-1648-08

2013-01-19 接受日期：2013-05-07

山西省教育廳科技創(chuàng)新項目(2013154)；運(yùn)城學(xué)院院級項目(CY-2012001)作者簡介:陳莉(1980-)，女，山西運(yùn)城人，講師，碩士，研究方向?yàn)樯锛夹g(shù)與生態(tài)環(huán)境。E-mail:clsshine@163.com