● 摘要
本研究针对低浓度重金属废水处理难以达标等问题，采用褐藻海带作为海藻生物吸附剂的基体材料，利用环保型天然高分子材料壳聚糖和海藻酸钠作为固定化载体，开发出两种新型、廉价、适于低浓度重金属废水处理的生物吸附剂，具有重要的应用价值。论文从吸附材料的选择、加工方法、固定化方法等角度研究了两种吸附剂的制备和固定化方法，制得了两种粒径为2mm左右规则的小球状吸附剂，机械强度高，吸附性能优良：海藻酸钠固定海带制备的吸附剂对Ni2+的最大吸附量为39.43mg/g；壳聚糖固定海带制备的吸附剂对Ni2+的最大吸附量为96.15mg/g。在此基础上以Ni2+作为处理对象，研究了吸附剂的投加量、pH值、温度等条件对Ni2+吸附的影响，进一步研究了两种吸附剂的吸附动力学以及解吸问题，并对其他金属离子的吸附及实际废水处理进行了初步研究，得到的主要结论包括：1）随吸附剂投加量增加吸附剂对Ni2+的去除率不断升高而吸附量呈下降趋势，海藻酸钠固定海带制备的吸附剂的较佳投加量为2.5g/L，壳聚糖固定海带制备的吸附剂的较佳投加量为2.0g/L。2)两种吸附剂吸附Ni2+的吸附过程都可分为三个阶段：快速吸附阶段、缓慢吸附阶段和吸附平衡阶段，都可利用Lagergren吸附动力学方程描述，海藻酸钠固定海带制备的吸附剂的限速步骤为化学吸附，壳聚糖固定海带制备的吸附剂的对Ni2+的吸附既有物理吸附又有化学吸附。3)海藻酸钠固定海带制备的吸附剂可利用0.001mol/L的EDTA溶液解吸后重复利用，吸附剂吸附-解吸循环5次，对Ni2+的去除率仅下降18%。壳聚糖固定海带制备的吸附剂可利用1mol/L的HCl和HNO3溶液解吸后重复利用。4)海藻酸钠固定海带制备的吸附剂对初始浓度为100mg/L的Zn2+、Cu2+和Pb2+离子去除率高于60%；壳聚糖固定海带制备的吸附剂对Zn2+、Cd2+、Cu2+和Pb2+的去除率可达到80%左右。5)两种吸附剂对低浓度的含镍废液处理效果较好。其中壳聚糖固定海带制备的吸附剂的处理效果优于海藻酸钠固定海带制备的吸附剂，在处理浓度为10mg/L左右的含镍废水时，处理效果可达到国家允许排放标准。