生(sheng)物(wu)質吸附(fu)資料具有低成(cheng)本、高效率、可再生(sheng)等特(te)色,在水處理使用技(ji)術方面有寬廣(guang)的(de)(de)(de)開展空間。本文(wen)結合當時國內外(wai)研討(tao)進展,概述了以(yi)(yi)橘子皮(pi)、香(xiang)蕉皮(pi)和(he)柚子皮(pi)為代(dai)表的(de)(de)(de)典型(xing)農(nong)業廢(fei)棄物(wu)作為生(sheng)物(wu)質吸附(fu)劑處理水中的(de)(de)(de)有機(ji)和(he)無機(ji)污(wu)染物(wu)的(de)(de)(de)研討(tao),以(yi)(yi)期(qi)為進一步研討(tao)農(nong)業廢(fei)棄物(wu)在水污(wu)染操(cao)控范疇的(de)(de)(de)使用供給(gei)必定的(de)(de)(de)理論指導。

圖4.jpg

水(shui)(shui)是人(ren)(ren)(ren)(ren)類賴以生存的(de)(de)基(ji)本條件(jian),但在(zai)曩昔幾十年里(li),因為人(ren)(ren)(ren)(ren)類活動,人(ren)(ren)(ren)(ren)口增(zeng)長(chang),城市化(hua)、工業化(hua)和無(wu)約束(shu)運用天然水(shui)(shui)資源導致全球水(shui)(shui)質遭到嚴(yan)峻污(wu)(wu)染(ran)。水(shui)(shui)體中有毒污(wu)(wu)染(ran)物的(de)(de)濃(nong)度(du)升高導致人(ren)(ren)(ren)(ren)類的(de)(de)健康遭到要挾,因而開發一種(zhong)強有力的(de)(de)、經(jing)濟上可行(xing)的(de)(de)、環境(jing)友好(hao)的(de)(de)廢水(shui)(shui)處理(li)辦法火燒眉毛。

傳(chuan)統的廢水處(chu)(chu)理(li)的物理(li)化(hua)學(xue)辦(ban)法(fa)首要(yao)有離子交(jiao)換法(fa)、石灰軟化(hua)法(fa)、砂過濾、沉(chen)積、萃取、超濾、反滲透 、電滲析、活性(xing)炭吸附等辦(ban)法(fa)。這 些傳(chuan)統的辦(ban)法(fa)有必定的運用(yong)局限性(xing),存在處(chu)(chu)理(li)功率(lv)低、運轉條件嚴(yan)格、本錢(qian)高(gao)、發(fa)生二次污泥及其處(chu)(chu)置費用(yong)高(gao)昂、難再(zai)生運用(yong)等問(wen)題(ti)。

就現(xian)在(zai)運(yun)用(yong)廣(guang)泛(fan)的(de)(de)活(huo)性(xing)炭吸(xi)附(fu)法(fa)而言,因(yin)為活(huo)性(xing)炭具(ju)有多孔疏(shu)水(shui)(shui)(shui)性(xing)以(yi)及(ji)興旺的(de)(de)細孔結構(gou)和(he)巨大的(de)(de)比表(biao)面積(ji)被認為是(shi)全能吸(xi)附(fu)劑,一(yi)(yi)般用(yong)于去除(chu)水(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)各種(zhong)污染物(wu),可是(shi),因(yin)為其運(yun)用(yong)本錢高加之再(zai)生困難約(yue)束(shu)了它在(zai)水(shui)(shui)(shui)污染操控范(fan)疇的(de)(de)廣(guang)泛(fan)運(yun)用(yong)。相比之下,生物(wu)質(zhi)吸(xi)附(fu)法(fa)具(ju)有操作(zuo)簡略、吸(xi)附(fu)功率高效(xiao)、二(er)次(ci)污染小等(deng)優勢是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)良好的(de)(de)廢水(shui)(shui)(shui)處(chu)理辦法(fa)。此(ci)外,這一(yi)(yi)進程能夠消除(chu)或(huo)削減不同類型的(de)(de)污染物(wu),因(yin)而,它具(ju)有廣(guang)泛(fan)的(de)(de)適用(yong)性(xing)。生物(wu)質(zhi)吸(xi)附(fu)法(fa)可補償活(huo)性(xing)炭吸(xi)附(fu)法(fa)的(de)(de)不足,該辦法(fa)已得到(dao)廣(guang)泛(fan)重視。

作(zuo)為低本錢的(de)生(sheng)物(wu)(wu)質吸附劑(ji),農業廢(fei)棄物(wu)(wu)因為以(yi)下(xia)幾個長處(chu)而在廢(fei)水處(chu)理的(de)運用中(zhong)遭到(dao)了人們的(de)喜愛: 1來歷豐厚(hou)和化(hua)(hua)學(xue)安穩; 2操作(zuo)簡略; 3高(gao)比表面積; 4易化(hua)(hua)學(xue)改性。

01 農(nong)業(ye)廢棄(qi)物(wu)的化學和(he)物(wu)理(li)結構

以橘子(zi)皮、香蕉皮和(he)蜜柚皮為代(dai)表的(de)(de)(de)(de)典型農業廢(fei)棄物(wu)(wu),首要(yao)是(shi)由含(han)有(you)很多的(de)(de)(de)(de)羥基與羧(suo)基等(deng)多種活性(xing)基團的(de)(de)(de)(de)果膠、纖維素、半纖維素、木質(zhi)素等(deng)物(wu)(wu)質(zhi)組成。這些活性(xing)基團可(ke)經過螯合(he)、配位、絡合(he)、氫鍵(jian)等(deng)效果力結(jie)合(he)重金(jin)屬離子(zi)和(he)有(you)機(ji)小分子(zi)污染物(wu)(wu)。農業廢(fei)棄物(wu)(wu)是(shi)一種天然(ran)、環保和(he)經濟的(de)(de)(de)(de)吸附劑來歷,其表面疏松、多孔,有(you)較好的(de)(de)(de)(de)機(ji)械強(qiang)度和(he)化學安穩性(xing),是(shi)修復(fu)水體污染適合(he)的(de)(de)(de)(de)吸附資料,可(ke)用(yong)于(yu)除掉各(ge)種類型的(de)(de)(de)(de)水體污染物(wu)(wu)。具有(you)經濟、環保、資源豐(feng)厚(hou)、易獲取(qu)、可(ke)再生運(yun)用(yong)、廉價、高效等(deng)優勢,具有(you)極(ji)為寬廣(guang)的(de)(de)(de)(de)運(yun)用(yong)前景。

02 典型農業廢(fei)棄物的運用

2.1 橘子皮

橘(ju)子(zi)(zi)皮(pi)是農(nong)林廢棄(qi)物(wu)(wu)(wu)廢果(guo)皮(pi)中(zhong)最首要的(de)(de)一種,其來歷廣泛,首要成分是纖維素、果(guo)膠、木質素等,這些成分的(de)(de)分子(zi)(zi)結構中(zhong)均含有(you)很多(duo)的(de)(de)羧基(ji)、羥(qian)基(ji)等多(duo)種活性官能團,能夠吸附溶(rong)液中(zhong)的(de)(de)有(you)機(ji)(ji)和無(wu)機(ji)(ji)污染物(wu)(wu)(wu),但到現在為止,大(da)多(duo)數橘(ju)子(zi)(zi)皮(pi)依(yi)然(ran)經過焚燒或許作(zuo)為動物(wu)(wu)(wu)飼料(liao)(liao)(liao)出產的(de)(de)質料(liao)(liao)(liao)而處理,這不(bu)只導(dao)致很多(duo)的(de)(de)資源糟蹋還發生其他一系列的(de)(de)環境問題。而運用橘(ju)子(zi)(zi)皮(pi)廢料(liao)(liao)(liao)作(zuo)為生物(wu)(wu)(wu)質吸附劑處理廢水剛好可 以(yi)解決(jue)以(yi)上問題。

現(xian)在,許(xu)多(duo)國內外的(de)(de)(de)研討人員對橘(ju)子(zi)皮作為(wei)(wei)生物質吸(xi)附(fu)劑(ji)在處理(li)重金屬(shu)廢(fei)水(shui)范疇的(de)(de)(de)運用方面展開了很多(duo)的(de)(de)(de)研討。Marn 等(deng)(deng)用柑橘(ju)渣從水(shui)溶液中除掉 Cd2 + 。Ajmal等(deng)(deng)研討了用未(wei)經(jing)改(gai)性的(de)(de)(de)橘(ju)子(zi)皮除掉電鍍廢(fei)水(shui)中的(de)(de)(de)鋅(xin)( II) 、鎳( II) 、銅( II) 、鉛(qian)( II)和(he)鉻(ge)( II) ,試驗成果標(biao)明(ming),橘(ju)子(zi)皮對各金屬(shu)離子(zi)的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)順(shun)序(xu)為(wei)(wei):Ni2+ >Cu2+ >Pb2+>Zn2+ >Cr2+ ,吸(xi)附(fu)鎳離子(zi)的(de)(de)(de)最佳 pH 值為(wei)(wei) 6,且吸(xi)附(fu)劑(ji)能夠經(jing)過0.05 mol/L 的(de)(de)(de)鹽酸溶液解吸(xi)附(fu),解吸(xi)功(gong)率(lv)能夠到達(da)95.83%。

不(bu)少研討標明,對(dui)橘子皮渣進行不(bu)同手法的(de)(de)(de)化學改性,能(neng)夠改進它的(de)(de)(de)物理化學功能(neng),添(tian)加它的(de)(de)(de)活性基團,進步(bu)與重(zhong)金(jin)屬離子的(de)(de)(de)絡合才能(neng),然(ran)后(hou)(hou)(hou)進步(bu)吸(xi)附(fu)劑(ji)的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)才能(neng)。Li等(deng)選用不(bu)同化學試(shi)劑(ji)改性后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)(de)橘子皮作為生(sheng)物質吸(xi)附(fu)劑(ji)去除水(shui)溶液(ye)中鎘(ge)離子。將干燥后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)(de)橘子皮用球磨機研磨粉碎以得到試(shi)驗用0.1~0.2mm的(de)(de)(de)較小(xiao)顆粒(li),研討了不(bu)同化學修飾辦(ban)法( 洗刷、堿皂化) 在(zai)不(bu)同的(de)(de)(de)交(jiao)聯(lian)溫(wen)度(du)(du)和交(jiao)聯(lian)劑(ji)濃度(du)(du)條(tiao)件(jian)下對(dui)生(sheng)物質吸(xi)附(fu)劑(ji)吸(xi)附(fu)功能(neng)的(de)(de)(de)影響(xiang)。

定(ding)論得出:在80°C下經(jing)過堿性(xing)(xing)皂化后用0.6mol/L檸檬酸改性(xing)(xing)的(de)橘(ju)子(zi)皮(pi)(pi)生物質(zhi)吸(xi)附(fu)劑能(neng)夠快速(su)有效(xiao)地除(chu)掉(diao)鎘(ge)離子(zi),最大容量為(wei)0.90mol/kg,最佳pH值為(wei)6。張莉祥等選用氨基改性(xing)(xing)處理后的(de)橘(ju)子(zi)皮(pi)(pi)作(zuo)為(wei)吸(xi)附(fu)劑,研討(tao)了(le)改性(xing)(xing)橘(ju)子(zi)皮(pi)(pi)對(dui)模仿多(duo)種(zhong)陰離子(zi)共存的(de)水體環境中高(gao)氯酸鹽及(ji)共存陰離子(zi)的(de)競爭吸(xi)附(fu)。Lugo-Lugo 等研討(tao)了(le)天然的(de)、甲醛處理過的(de)和共聚接枝后的(de)橘(ju)皮(pi)(pi)在對(dui)水溶液中鉛( II) 的(de)吸(xi)附(fu)效(xiao)果。

從(cong)試驗(yan)中能(neng)夠看出(chu),酸(suan)(suan)度(du)對(dui)試驗(yan)的(de)(de)(de)(de)影響較大,橘子(zi)(zi)皮(pi)吸(xi)附(fu)鉛(qian)離(li)子(zi)(zi)最佳 pH 為(wei) 5,在很短(duan)的(de)(de)(de)(de)時(shi)間內(nei)就能(neng)夠到達(da)吸(xi)附(fu)平衡。當橘子(zi)(zi)皮(pi)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)容量到達(da) 99% 時(shi),關于天然和經甲醛(quan)處(chu)理(li)后的(de)(de)(de)(de)只需求(qiu)10 min,關于共(gong)聚(ju)接(jie)枝資(zi)料(liao)需求(qiu) 20 min。經過紅外光譜(pu)的(de)(de)(de)(de)測(ce)定,對(dui)金屬離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)首要是橘子(zi)(zi)皮(pi)表面的(de)(de)(de)(de)羥(qian)基、羧基和氨(an)基基團(tuan)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)果。Feng 等選用交聯橘子(zi)(zi)皮(pi)與(yu)丙烯(xi)酸(suan)(suan)甲酯的(de)(de)(de)(de)相互效(xiao)(xiao)果構成(cheng)的(de)(de)(de)(de)橘子(zi)(zi)皮(pi)接(jie)枝共(gong)聚(ju)物吸(xi)附(fu)水溶液中的(de)(de)(de)(de)銅(tong)離(li)子(zi)(zi)。試驗(yan)成(cheng)果發現改性生物質吸(xi)附(fu)劑對(dui)銅(tong)離(li)子(zi)(zi)表現出(chu)高吸(xi)附(fu)才能(neng)和快(kuai)速吸(xi)附(fu)速率; 從(cong)Langmuir 等溫(wen)線計算得(de)到銅(tong)離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)才能(neng)為(wei)289.0 mg/g,是未修(xiu)飾生物質的(de)(de)(de)(de) 6.5 倍。

相同,在染(ran)料(liao)廢(fei)水(shui)(shui)以及其他水(shui)(shui)污(wu)染(ran)方面橘(ju)(ju)子(zi)(zi)皮(pi)生物質(zhi)吸(xi)(xi)附劑(ji)(ji)也得到(dao)廣泛(fan)的運(yun)用。Khaled 等(deng)用橘(ju)(ju)子(zi)(zi)皮(pi)制(zhi)得的活性(xing)炭(tan)去(qu)除人工紡織染(ran)料(liao)廢(fei)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的紡織染(ran)料(liao)直(zhi)接(jie)黃(huang) 12( DY-12) 。直(zhi)接(jie)黃(huang) 12 作為(wei)染(ran)料(liao)化合(he)物,其運(yun)用廣泛(fan)且在環(huan)境(jing)中(zhong)(zhong)具(ju)有高安穩性(xing)。成(cheng)果標(biao)明,對(dui)(dui)直(zhi)接(jie)黃(huang) 12 最(zui)(zui)大去(qu)除率可到(dao)達 96% ,最(zui)(zui)大吸(xi)(xi)附容量到(dao)達75.76 mg/g。一起(qi),Khaled 等(deng)還研討了(le)橘(ju)(ju)子(zi)(zi)皮(pi)活性(xing)炭(tan)對(dui)(dui)廢(fei)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的直(zhi)接(jie)海軍(jun)藍 106( DNB-106) 的去(qu)除。試(shi)驗成(cheng)果標(biao)明,橘(ju)(ju)子(zi)(zi)皮(pi)活性(xing)炭(tan)對(dui)(dui)海軍(jun)藍106 的最(zui)(zui)大吸(xi)(xi)附容量為(wei)107.53 mg/g。Nascimento等(deng)運(yun)用橘(ju)(ju)子(zi)(zi)皮(pi)作為(wei)吸(xi)(xi)附劑(ji)(ji)從水(shui)(shui)溶液中(zhong)(zhong)吸(xi)(xi)附活性(xing)灰色BF-2R 染(ran)料(liao)。

效果(guo)標明(ming)橘(ju)子皮吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑的最佳(jia)實驗條(tiao)件 pH 為 2,且(qie)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)效果(guo)較好,該吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑具(ju)有(you)從水(shui)溶(rong)(rong)液中除去(qu)活(huo)性(xing)灰色 BF-2R 染料的潛(qian)力并且(qie)可以用(yong)作高效的生物質(zhi)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑。Nemr 等研討了(le)用(yong)橘(ju)子皮制備的活(huo)性(xing)炭(tan)處理仿照廢水(shui)中的直接(jie)(jie)藍(lan)色-86( DB-86)染料的潛(qian)力。效果(guo)標明(ming): 吸(xi)(xi)(xi)附(fu)平衡在30 min內抵達,在最佳(jia)實驗條(tiao)件 pH = 2 及(ji)室(shi)溫下,6 g/L的吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑對初(chu)始濃度(du)為 100 mg/L 的直接(jie)(jie)藍(lan)-86 的吸(xi)(xi)(xi)附(fu)率為 92% ; 依據(ju) Langmuir 模(mo)型取得的最大吸(xi)(xi)(xi)附(fu)容量為 33. 78 mg/g。橘(ju)子皮也用(yong)于除去(qu)水(shui)溶(rong)(rong)液中的卡巴呋喃。在 30 °C 下發現(xian)最大單(dan)層吸(xi)(xi)(xi)附(fu)容量為84.49 mg/g。

2.2 香蕉皮

香(xiang)(xiang)蕉(jiao)(jiao)(jiao)是(shi)全球第(di)四大產(chan)量的生(sheng)果(guo),香(xiang)(xiang)蕉(jiao)(jiao)(jiao)皮是(shi)首要(yao)的殘渣,首要(yao)用(yong)于堆肥、動(dong)物(wu)飼(si)養(yang)和蛋(dan)白質、乙醇、甲烷 、果(guo)膠和酶的出產(chan)。香(xiang)(xiang)蕉(jiao)(jiao)(jiao)皮中(zhong) 富含纖維(wei)(wei)素、半纖維(wei)(wei)素、果(guo)膠和葉綠素等(deng)物(wu)質,由于果(guo)膠中(zhong)羥基(ji)和羧(suo)基(ji)的存(cun)在,對金(jin)屬和有機(ji)化(hua)合物(wu)具有高吸附才干(gan),并(bing)且香(xiang)(xiang)蕉(jiao)(jiao)(jiao)皮量大易得,無毒(du),可生(sheng)物(wu)降解。當時,運(yun)用(yong)香(xiang)(xiang)蕉(jiao)(jiao)(jiao)皮作為吸附材料在水污染控制領域具有廣大的運(yun)用(yong)空間。

國內外不(bu)(bu)少的(de)(de)(de)學者在運用(yong)香(xiang)蕉皮作(zuo)(zuo)為(wei)生物質吸(xi)附劑處理重(zhong)金屬廢水(shui)(shui)方面展開了(le)許多的(de)(de)(de)研(yan)(yan)討。Ali等(deng)別離(li)運用(yong)未處理、堿(jian)水(shui)(shui)解(jie)、酸(suan)水(shui)(shui) 解(jie)和(he)漂白處理的(de)(de)(de)香(xiang)蕉皮作(zuo)(zuo)為(wei)吸(xi)附劑研(yan)(yan)討其除去(qu)水(shui)(shui)溶液(ye)中 Cr( VI)和(he) Mn( II) 的(de)(de)(de)功用(yong)。效(xiao)果閃現,最(zui)佳(jia)的(de)(de)(de)實驗條件為(wei):離(li)子濃度(du)為(wei)3mg/L,吸(xi)附劑量(liang)為(wei)4g/L,pH為(wei)6和(he)反應時(shi)間為(wei) 60 min,在最(zui)佳(jia)的(de)(de)(de)實驗條件下 4 種通(tong)過不(bu)(bu)同辦法(fa)處理之后的(de)(de)(de)吸(xi)附劑對 Cr( VI) 的(de)(de)(de)最(zui)大(da)去(qu)除才(cai)干別離(li)為(wei) 45% ,87% ,67% ,40% 。而對 Mn( II)最(zui)大(da)去(qu)除容量(liang)別離(li)為(wei) 51% ,90% ,74% ,67% 。

由(you)上可(ke)以(yi)看(kan)出吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)對(dui)金(jin)屬離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)去(qu)除(chu)才干是(shi)堿水(shui)解 > 酸(suan)水(shui)解 > 漂白 > 不(bu)(bu)處(chu)理(li)(li),這標(biao)明香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)(jiao)皮(pi)(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)處(chu)理(li)(li)增強了對(dui)金(jin)屬離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物質吸(xi)附(fu)(fu)才干。Anwar 等(deng)研(yan)討(tao)(tao)了香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)(jiao)皮(pi)(pi)(pi)(pi)生(sheng)(sheng)物質吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)對(dui)鉛離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)( II) 和(he)(he)鎘離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)( II) 的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)。從(cong)擬合的(de)(de)(de)(de)(de) Langmuir 等(deng)溫線可(ke)以(yi)核算得到(dao)(dao) 1 g 香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)(jiao)皮(pi)(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)大吸(xi)附(fu)(fu)才干為吸(xi)附(fu)(fu)5. 71 mg鎘和(he)(he) 2. 18 mg 鉛。Abdulfatai 等(deng)研(yan)討(tao)(tao)了香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)(jiao)皮(pi)(pi)(pi)(pi)對(dui)重金(jin)屬Pb,Zn和(he)(he)Cr的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)。用0.5mol/LH2SO4活化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)(jiao)皮(pi)(pi)(pi)(pi)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)在 pH 為 6 下對(dui)鉻離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)率(lv)最(zui)高達(da) 88. 9% ,還發現吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)粒(li)徑(jing)巨細對(dui)鋅(xin)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)沒有影響,并且(qie)還得到(dao)(dao)鉛和(he)(he)鉻離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)率(lv)跟著(zhu)接觸時間和(he)(he)粒(li)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)增加而降(jiang)低。Kumar 等(deng)研(yan)討(tao)(tao)了在不(bu)(bu)同實(shi)驗條件下通過運(yun)用“酸(suan)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)(jiao)皮(pi)(pi)(pi)(pi)”除(chu)去(qu)組成廢水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)六價鉻。通過 EDX 和(he)(he) Fe-SEM對(dui)“酸(suan)處(chu)理(li)(li)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)(jiao)皮(pi)(pi)(pi)(pi)”進行表征,得到(dao)(dao)通過酸(suan)處(chu)理(li)(li)之后的(de)(de)(de)(de)(de)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)(jiao)皮(pi)(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)功用。實(shi)驗效果標(biao)明,通過酸(suan)處(chu)理(li)(li)之后的(de)(de)(de)(de)(de)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)(jiao)皮(pi)(pi)(pi)(pi)對(dui)鉻離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)功率(lv)抵達(da)99. 9% ,酸(suan)的(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)(li)增加了香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)(jiao)皮(pi)(pi)(pi)(pi)表面的(de)(de)(de)(de)(de)活性位點,使得吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)功用得到(dao)(dao)大幅前(qian)進。Massocatto 等(deng)研(yan)討(tao)(tao)了不(bu)(bu)同化(hua)學(xue)改(gai)性的(de)(de)(de)(de)(de)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)(jiao)皮(pi)(pi)(pi)(pi)吸(xi)附(fu)(fu)鉛離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)動力學(xue)和(he)(he)熱力學(xue)。用氫氧化(hua)鈉、鹽酸(suan)和(he)(he)磷(lin)酸(suan)處(chu)理(li)(li)后的(de)(de)(de)(de)(de)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)(jiao)皮(pi)(pi)(pi)(pi)作為生(sheng)(sheng)物質吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)處(chu)理(li)(li)水(shui)溶(rong)液中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)鉛離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi),以(yi)判別(bie)出最(zui)優改(gai)性劑(ji)。

運用紅外(wai)光譜和掃描(miao)電子顯微(wei)鏡對香蕉皮進行表征,來(lai)了(le)解化學改(gai)性處理后(hou)香蕉皮的物理、化學以及形狀改(gai)動。實驗發現(xian): 在(zai) 3 ~ 5 的 pH 范(fan)圍內觀察到改(gai)性和天然(ran)皮的吸附才干的增加(jia),吸附系統在(zai)300 min 內抵(di)達(da)平衡,其動力(li)學遵(zun)照偽(wei)二階方(fang)程。

從吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)等(deng)溫線觀察到(dao)改性(xing)(xing)后的香(xiang)蕉皮的吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)才干顯著增強,特別(bie)是用(yong) NaOH 處理的吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)。鄭文釗等(deng)也(ye)研(yan)討了改性(xing)(xing)香(xiang)蕉皮對(dui) Pb2 + 的吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)研(yan)討。改性(xing)(xing)實驗效果標明(ming),體積(ji)比為(wei) 5∶ 1 的乙醇(chun)與乙酸混合(he)溶液(ye)被認為(wei)是香(xiang)蕉皮的最佳(jia)改性(xing)(xing)劑(ji); 最佳(jia)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)條件(jian)為(wei): 鉛離子(zi)初始濃度 20 mg/L,pH = 5,吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)用(yong)量為(wei)0. 7 g,吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)時間為(wei) 70 min,其間影響鉛離子(zi)去除率的兩個最首(shou)要要素是溶液(ye)的酸堿(jian)性(xing)(xing)和(he)鉛離子(zi)初始濃度。

不少的(de)學(xue)者也研(yan)討了香(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)皮(pi)(pi)在染料廢水(shui)處(chu)理方面的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)功用(yong)(yong)。Amela 等運用(yong)(yong)香(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)皮(pi)(pi)來(lai)處(chu)理堿(jian)性(xing)染料亞甲基藍。該實(shi)(shi)驗所用(yong)(yong)的(de)香(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)皮(pi)(pi)生物質吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑是通(tong)過(guo)(guo)燒(shao)堿(jian)( NaOH) 化(hua)學(xue)改(gai)性(xing)得到(dao)的(de)改(gai)性(xing)香(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)皮(pi)(pi)。在實(shi)(shi)驗條件為(wei)20°C,pH值為(wei)4~8時堿(jian)化(hua)香(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)皮(pi)(pi)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)容(rong)量(liang)的(de)最(zui)大(da)值為(wei)19.671 mg/g 和未通(tong)過(guo)(guo)化(hua)學(xue)處(chu)理的(de)香(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)皮(pi)(pi)的(de)最(zui)大(da)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)容(rong)量(liang)為(wei) 18. 647 mg/g,通(tong)過(guo)(guo)堿(jian)化(hua)后的(de)香(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)皮(pi)(pi)的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)容(rong)量(liang)有必定的(de)前進。Gui-so 等研(yan)討了香(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)皮(pi)(pi)對(dui)酸(suan)(suan)性(xing)藍 25 的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)行為(wei)。實(shi)(shi)驗發現,經(jing)0.1 mol/L KNO3改(gai)性(xing)的(de)香(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)皮(pi)(pi)可以供應(ying)許多的(de)弱酸(suan)(suan)性(xing)基團,有利于吸(xi)(xi)(xi)附(fu)的(de)進行。通(tong)過(guo)(guo)對(dui)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)等溫線(xian)的(de)實(shi)(shi)驗數據(ju)擬合(he)得到(dao)了改(gai)性(xing)后的(de)香(xiang)(xiang)(xiang)蕉(jiao)皮(pi)(pi)的(de)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)才干為(wei)0.215 mmol/L。

2.3 柚子(zi)皮

柚(you)(you)子(zi)在世(shi)界一(yi)(yi)切的(de)熱帶和亞熱帶地區(qu)都有培養,年產量約 400 萬 t。因此(ci),在世(shi)界各地都存在柚(you)(you)子(zi)皮,柚(you)(you)子(zi)皮中含(han)(han)有幾種水(shui)溶(rong)性和不(bu)溶(rong)性單體和聚合(he)物。水(shui)溶(rong)性組分含(han)(han)有葡(pu)萄(tao)糖、果(guo)糖、蔗糖和一(yi)(yi)些木糖,而果(guo)膠 、纖維(wei)素、半(ban)纖維(wei)素和木質素構成不(bu)溶(rong)性組分。在這些組分中含(han)(han)有的(de)羥基(ji)、羧基(ji)、氨基(ji)、酯(zhi)基(ji)等具(ju)有較強吸(xi)附才干(gan)的(de)化(hua)學(xue)官(guan)能團,可(ke)與化(hua)學(xue)試劑發生氧化(hua)、酯(zhi)化(hua)、醚化(hua)、接枝共聚等反應,易(yi)被(bei)化(hua)學(xue)基(ji)團修(xiu)飾,可(ke)作為(wei)廢水(shui)處(chu)理(li)領域一(yi)(yi)種出色的(de)生物質吸(xi)附劑,其(qi)原皮、化(hua)學(xue)處(chu)理(li)后(hou)的(de)柚(you)(you)子(zi)皮都可(ke)用于(yu)捕集廢水(shui)中的(de)污染物。

現(xian)在,國內(nei)外有許多的(de)關于用(yong)柚(you)子(zi)皮(pi)作(zuo)為(wei)生物質吸附劑(ji)處理重金屬廢水(shui)的(de)研(yan)討。Tasaso通過控(kong)制不同的(de)初(chu)始 pH、初(chu)始濃度(du)、接觸時(shi)(shi)間和溫度(du)等影響吸附的(de)要素研(yan)討了作(zuo)為(wei)生物質吸附劑(ji)的(de)柚(you)子(zi)皮(pi)( PP) 和蛻皮(pi)柚(you)子(zi)皮(pi)( DPP) 去除水(shui)溶(rong)液中(zhong)的(de)銅離(li)子(zi)。實驗效果(guo)發現(xian),在 pH = 4,初(chu)始離(li)子(zi)濃度(du)為(wei)125 mg / L,溫度(du)為(wei) 25 °C ,平衡時(shi)(shi)間約為(wei) 60 min 的(de)條件(jian)下 PP 和 DPP 對 Cu 2+ 最大吸附才干別(bie)離(li)為(wei)19.7 mg/g和21.1 mg/g;兩種吸附劑(ji)的(de)吸附等溫線都遵(zun)照(zhao)(zhao) Langmuir 模型,都能很(hen)好的(de)遵(zun)照(zhao)(zhao)偽(wei)二級(ji)動力學模型。

Schiewer 等(deng)研討了質子(zi)(zi)化的(de)(de)(de)柚子(zi)(zi)皮(pi)對鎘的(de)(de)(de)吸附功用。實驗效果標(biao)明,質子(zi)(zi)化之(zhi)后的(de)(de)(de)柚子(zi)(zi)皮(pi)與(yu)(yu)金屬離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)結合才干比天然(ran)皮(pi)的(de)(de)(de)高(gao)(gao),這是由于柚子(zi)(zi)皮(pi)上天然(ran)存在的(de)(de)(de)陽離(li)子(zi)(zi)與(yu)(yu)鎘在相同(tong)結合位(wei)點之(zhi)間產生了競(jing)賽。在濃(nong)度高(gao)(gao)于 150 mg / L 的(de)(de)(de) Cd2 + 溶液(ye)中(zhong),天然(ran)皮(pi)與(yu)(yu)質子(zi)(zi)化之(zhi)后的(de)(de)(de)皮(pi)的(de)(de)(de)最(zui)大(da)吸附容量別(bie)離(li)為95.54,123.64mg/g。

Zou等研討了柚子(zi)皮(pi)處理含鈾(you)( VI) 的仿照放(fang)射性(xing)(xing)廢水。實驗效果閃現: 在298 K 下(xia)柚子(zi)皮(pi)對(dui)鈾(you)抵達最大(da)的吸附(fu)量為140.79mg/g;通(tong)過(guo)FTIR分析評價(jia)生物(wu)質(zhi)-鈾(you)(VI)相互效果的性(xing)(xing)質(zhi),標明—COOH,—OH 和—NH2 基(ji)(ji)團(tuan)都參加了生物(wu)質(zhi)吸附(fu)進程; 柚子(zi)皮(pi)中纖維(wei)(wei)素的官能團(tuan)如—COOH 和—OH 通(tong)過(guo)開釋質(zhi)子(zi)可(ke)與鈾(you)( VI) 反應(ying)(ying)構成(cheng)絡合物(wu),反應(ying)(ying)性(xing)(xing)酸酐與纖維(wei)(wei)素羥基(ji)(ji)結合構成(cheng)酯鍵(jian)(jian)并將(jiang)羧(suo)基(ji)(ji)引入纖維(wei)(wei)素中,所(suo)以作(zuo)者認為鈾(you)( VI)在柚子(zi)皮(pi)生物(wu)質(zhi)吸附(fu)劑(ji)上(shang)的吸附(fu)機理可(ke)能依(yi)據離子(zi)交換,吸附(fu)模式可(ke)歸(gui)因(yin)于柚子(zi)皮(pi)上(shang)的活性(xing)(xing)基(ji)(ji)團(tuan)和化(hua)學鍵(jian)(jian)。

Mostaedi 等(deng)研討(tao)了用柚子皮(pi)吸(xi)(xi)附水溶(rong)液(ye)(ye)中鎘和(he)鎳。實驗(yan)對溶(rong)液(ye)(ye) pH,生物質吸(xi)(xi)附劑用量,接觸時(shi)間和(he)溫度(du)進行了單要素(su)實驗(yan)。實驗(yan)效果標明,柚子皮(pi)對 Cd( II) 和(he) Ni( II) 的最大吸(xi)(xi)附量別(bie)離(li)為(wei)42.09,46.13 mg/g;整(zheng)個吸(xi)(xi)附進程的動(dong)力(li)學遵照(zhao)偽二階動(dong)力(li)學模型(xing),熱力(li)學參數遵照(zhao) Freundlich 模型(xing)。

通(tong)過(guo) FTIR 分析(xi)標(biao)明(ming),羧基和(he)羥基參加金屬(shu)離子的生物(wu)質(zhi)吸附(fu),在(zai)吸附(fu) Cd( II) 和(he) Ni( II) 的進程中活(huo)性基團開釋的陽離子和(he)質(zhi)子提醒(xing)了主(zhu)吸附(fu)機制是離子交換(huan)。解吸附(fu)實驗選用0.1mol/LHCl,發(fa)現(xian)對(dui)Cd( II) 和(he) Ni( II) 的收回率大于(yu) 97% 。效果(guo)標(biao)明(ming)柚子皮可以(yi)有用地用于(yu)從廢水中去除(chu) Cd( II) 和(he) Ni( II)離子,且可再生循環運用。

在染料廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理方面,柚(you)(you)(you)子(zi)(zi)皮也得到(dao)了廣泛的(de)運(yun)用。Argun 等用柚(you)(you)(you)子(zi)(zi)皮去除水(shui)(shui)(shui)溶液114 活(huo)性藍染料,研討柚(you)(you)(you)子(zi)(zi)皮對(dui)染料廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)的(de)吸(xi)附(fu)(fu)功用。研討者通過比(bi)表面積檢驗(yan)得到(dao)柚(you)(you)(you)子(zi)(zi)皮的(de)表面積為(wei)0.034m2/g,均(jun)勻孔(kong)半徑為(wei)1.3×10-3 μm,吸(xi)附(fu)(fu)在pH = 2 和(he)(he)303 K 溫度(du)下取得最(zui)大吸(xi)附(fu)(fu)容量(liang)為(wei)16 mg/g,且(qie)在約(yue) 90 min 后抵達吸(xi)附(fu)(fu)平衡(heng)。Bello等用柚(you)(you)(you)子(zi)(zi)皮制(zhi)成的(de)活(huo)性炭(tan)來處(chu)理孔(kong)雀綠廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)。實(shi)驗(yan)中對(dui)碳化柚(you)(you)(you)子(zi)(zi)皮的(de)成分(fen)分(fen)析(xi)效果標明,水(shui)(shui)(shui)分(fen)( 9% ) ,灰分(fen)( 8. 2% ) 和(he)(he)揮發物( 11. 4% ) 含(han)量(liang)低,但固(gu)定碳含(han)量(liang)( 71. 4% ) 是令人滿意的(de)。

整個吸(xi)(xi)附(fu)進程遵照(zhao) Langmuir 等溫線,最(zui)大(da)單層吸(xi)(xi)附(fu)容量(liang)為178.43 mg/g。解吸(xi)(xi)附(fu)實(shi)驗(yan)運用0.2 mol/L HCl 研討(tao)廢碳化(hua)柚子皮的(de)(de)(de)(de)再生(sheng)(sheng)功率,在(zai) 4 個循環(huan)后發現吸(xi)(xi)附(fu)功率在(zai)92. 71% ~ 96. 35% 的(de)(de)(de)(de)范(fan)圍內,闡明碳化(hua)柚子皮的(de)(de)(de)(de)再生(sheng)(sheng)功用出色,關于染(ran)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)具有巨(ju)大(da)的(de)(de)(de)(de)潛(qian)能(neng)。Saee 等研討(tao)了用柚子皮作(zuo)為吸(xi)(xi)附(fu)劑處(chu)理結(jie)晶紫(zi)廢水(shui)的(de)(de)(de)(de)潛(qian)力。實(shi)驗(yan)從染(ran)料(liao)(liao)廢水(shui)的(de)(de)(de)(de)初(chu)始(shi) pH,接觸時間、溫度(du)、初(chu)始(shi)染(ran)料(liao)(liao)濃度(du)、吸(xi)(xi)附(fu)劑劑量(liang)等方(fang)面展(zhan)開,以期得到(dao)柚子皮去除結(jie)晶紫(zi)( VA) 染(ran)料(liao)(liao)廢水(shui)的(de)(de)(de)(de)最(zui)首(shou)要(yao)的(de)(de)(de)(de)影響要(yao)素以及除去的(de)(de)(de)(de)機(ji)理。

效果標明(ming),吸(xi)附平衡(heng)在(zai)吸(xi)附開端(duan)后 60 min 靈敏抵(di)達且對 VA 的(de)(de)吸(xi)附率(lv)抵(di)達 96% ;吸(xi)附實驗數據通過擬合很好(hao)地遵照偽二階動力學模型。在(zai)解吸(xi)附實驗中運用(yong) 1 mol/LNaOH 再生柚子皮(pi)(pi),具有(you)(you)高達 98. 25% 的(de)(de)結晶(jing)紫(zi)(zi)收(shou)回率(lv)并且可以在(zai)重復的(de)(de)循環中從頭用(yong)作染料吸(xi)附劑。該研討標明(ming),柚子皮(pi)(pi)具有(you)(you)作為從水溶液中除去結晶(jing)紫(zi)(zi)的(de)(de)有(you)(you)用(yong)吸(xi)附劑的(de)(de)運用(yong)潛(qian)力。

03展 望(wang)

在本研討(tao)(tao)開展中(zhong)(zhong),依(yi)據許多相(xiang)關(guan)研討(tao)(tao)文獻,對農業廢棄物(wu)作為生物(wu)質吸附劑(ji)從水中(zhong)(zhong)去除各(ge)種類型(xing)污染(ran)物(wu)的運用進行(xing)了總述。

盡管在(zai)廢水處理(li)中運用(yong)農業廢棄物(wu)(wu)作為生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)質吸(xi)附劑(ji)(ji)的(de)報道在(zai)靈敏(min)增加,但(dan)仍(reng)然存(cun)在(zai)一些亟(ji)待處理(li)的(de)問(wen)題,如通過怎樣的(de)方法前進(jin)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)質吸(xi)附劑(ji)(ji)的(de)吸(xi)附才干,怎樣高效收回金屬離子,怎樣有用(yong)重復運用(yong)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)質吸(xi)附劑(ji)(ji)。

在本(ben)文所回顧的(de)文獻(xian)中(zhong),化學(xue)修飾由于(yu)可以增加材猜中(zhong)的(de)活性結(jie)合(he)位點的(de)數目,也(ye)可構成有利于(yu)結(jie)合(he)污染物(wu)的(de)新官能團,然后(hou)處(chu)理(li)了怎樣前(qian)進吸(xi)附功用(yong)的(de)問題。但未來(lai)的(de)研討還應延(yan)伸到運用(yong)農(nong)業(ye)廢棄物(wu)吸(xi)附劑對廢水(shui)規(gui)模化處(chu)理(li)的(de)工程問題上,這需求許多的(de)財政支撐(cheng)和(he)技術創新。盡(jin)管現(xian)在存在著(zhu)缺陷和(he)應戰,但是可以預見未來(lai)這一領域會取得巨(ju)大的(de)開展。

總(zong)的(de)來(lai)說,依據農業(ye)廢棄物的(de)生物質吸附劑展(zhan)現(xian)了(le)顯著的(de)優勢(shi),可(ke)以(yi)用(yong)來(lai)替代寶貴的(de)商業(ye)活性(xing)炭用(yong)于(yu)對水污染的(de)控(kong)制(zhi),這為運(yun)用(yong)農業(ye)廢棄物供應了(le)一(yi)個(ge)廣大的(de)運(yun)用(yong)前景。

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