稻草秸秆在环境污染治理中的应用研究
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mg/L的两种碱性染料去除率均可达96%以上。
刘婷等。14 o考察了改性后的稻草秸秆对选矿废水中COD 的吸附去除。采用KMnO。氧化及乙二胺胺化对稻草秸秆改 性,改性后的稻草秸秆对选矿废水中COD具有明显的吸附 去除作用。在pH为6~8,改性稻草用量为4 g/L,吸附60 rain后,对COD吸附去除率可达到98%以上。 4稻草秸秆对其他离子的吸附研究 Cao等”o研究了季铵盐化改性后的稻草秸秆对硫酸根 的吸附动力学。结果表明,其吸附动力学符合拟二级动力学 方程。在20 min内可达到吸附平衡,吸附活化能为19.3 kJ/tool。李俊等‘4。研究了以3.氯一2一羟丙基一三甲基氯化铵
作者简介杨丹(1992一),女,浙江安吉人,本科生,专业:环境工程。 }通讯作者,博士,讲师,从事水污染治理与资源化利用研究。 收稿日期2014一10—13
万方数据
11468
安徽农业科学
2014生
优化得到乙二胺改性后的稻草秸秆性能最优,当吸附时问为
20
(II)的吸附容量为43 mg/L。在采用多种吸附动力学模型进
采用磷酸对稻草秸秆进行改性后并钠盐化获得新型阳离子 型吸附剂,考察了此吸附剂对两种碱性染料(碱性蓝和碱性
Rocha等。8。研究了稻草秸秆对几种重金属Cu“、zn“、
cd2+、H矛+的吸附情况。结果表明,在最佳吸附pH(pH
0.132、0.133、0.110 mmoWg。
5.o)
红)的吸附能力。结果表明,改性后的稻草秸秆吸附剂具有
mg/g。
Gong等。5“o采用柠檬酸对稻草秸秆进行高温酯化改性
获得新型阳离子吸附剂,研究表明柠檬酸改性后的稻草秸秆 对亚甲基蓝的吸附能力大幅上升,由改性前的80.0 mg/g提 高到270.3 mg/g,当改性吸附剂的用量为2.o∥L时,对50
~450
mg/L的亚甲基蓝去除率均可达98%以上。Gong等H。
附性能有限,研究者从活化其官能团角度人手,提高其对污
染物的吸附能力。 1稻草秸秆的改性方式研究
另一方面,伴随着工业的发展,我国的环境污染日益加 剧,特别是有机废水排放和重金属的污染已经严重影响到人 类的健康,治理有机物和重金属污染已成为人们亟需解决的 问题。对于有机物和重金属的治理方法有很多,在诸多方法 中,通过吸附法处理有机废水及修复重金属污染成为当前研
优良的吸附性能,当改性吸附剂的用量为2.0∥L时,对50
~350
时,稻草对cu“、zn“、cd2+、H92+的最大吸附容量为0.128、
Ding等¨8。对稻草秸秆对cd2+的吸附去除进行了研究。 研究结果表明,在pH 2.0~6.0下,5 min即可达到吸附平 衡,吸附容量可达13.9 mg/g。Cd“的吸附去除是由于阳离 子交换取代稻草秸秆中的K+、Na+、Mg“和Ca“,与C=C、 C=0、0一H和羧基等官能团结合。 Cui等’1划研究了土壤中稻草秸秆添加对重金属Cu“、 Cd2+的影响。研究结果表明,稻草秸秆的添加,使游离的 cu“从217 nmol/L减少到124 nmol/L,Cd“从16 nmol/L减 少到12 nmol/L,游离态的Cu“、Cd“减少是由于稻草秸秆的 添加使土壤的pH升高导致。 Sharma等。9 o对NaOH改性后的稻草秸秆在固定床反应 器中对Ni2+的吸附特性进行研究。结果表明,在固定床深为
安徽农业科学。Journal
ofAnhui
Agn.Sci.2014,42(32):11467—11469
责任编辑张彩丽责任校对况玲玲
稻草秸秆在环境污染治理中的应用研究
杨丹,陈庆国+,刘梅,魏榕飞,徐庆达,孙静亚
(浙江海洋学院海洋科学与技术学院,浙江舟山316000)
摘要稻草秸秆由于其结构的特殊性及廉价易得的特点,被越来越多的研究者利用,用于开发新型高效的吸附剂。综述了稻草秸秆作 为吸附剂在环境污染治理中的应用,介绍了对稻草秸秆常用的改性方式,阐述了稻草秸秆吸附剂在重金属离子、有机物等去除方面的研 究进展。并展望了稻草秸秆作为环境污染治理吸附剂的发展方向。
direction of straw
researchers.The
stalk
stalk∞adsorbent
applied in
pollution
control
was
forecasted.
Key words
Straw stalk;Adsorption;Environmental
pollution;Heavy metal;Organic pollutant
Pb“的去除率可达98.7%,吸附容量可达156.9 mg/g。吸附 过程符合二级动力学吸附过程,亦可用Freundlich公式较好
地拟合。 Gao等、3 o研究了稻草秸秆对Cr(VI)的吸附去除。结果 表明,稻草秸秆对Cr(VI)的去除是由于还原和吸附作用。 通过酒石酸对稻草秸秆的改性发现,羧基对Cr(VI)的去除 起主要作用,稻草秸秆对cr(VI)的吸附容量为3.15
溶液中酒石酸对稻草秸秆的改性因为溶胀状态出现暂时存 在的微孔,增加了改性稻草的比表面积,因而提高了改性稻
草秸秆对铬的吸附。 刘婷等。1列采用高锰酸钾预氧化及乙二胺胺化改性后, 获得改性稻草吸附剂,研究了该吸附剂对鲕状赤铁矿选矿废 水混凝处理后的废水中Pb“的吸附去除效果。试验结果表 明,该改性稻草秸秆对废水中Pb“具有显著的吸附去除,pH 5.0~5.5,改性稻草用量为2∥L时,经90 min的吸附,
Abstract more Straw
stalk。due
straw
to
the
as
pattieularity 0f its
the
structure
and its inexpensive,iS used
to
develop newly efficient adsorbent by more and
adsorbent applied in environmental pollution control Was reviewed.The way of straw stalk modification was introdueed,t11e research advance in heavy metal ions and organic matter removal by rice straw adsorbent Was discussed.and the development
我国是一个农业大国,每年农作物秸秆产量多达8.5×
108
供天然的结合点p o,并且通过改性活化后,使其吸附重金属 性能提高,或者官能团改性后,也可用于有机物或阴离子的 吸附。正是由于稻草秸秆其结构的独特性以及资源的普遍
性,将稻草秸秆作为优良吸附剂应用于环境污染治理中得到 越来越多研究者的重视H o。该研究介绍了稻草秸秆对重金 属、有机物等的吸附去除研究进展。由于稻草秸秆本身的吸
min,乙二胺基改性稻草秸秆对电镀废液中Fe“、Ni2十、
行拟合后,发现托马斯模型最符合其吸附行为。
3稻草秸秆对废水中有机物的去除研究 将稻草在高温条件下热解制备的稻草基活性炭比表面 积较大,具有良好的吸附性能。袁敏等。1…研究了200~800 ℃条件下高温制备的稻草炭的吸附性能。结果表明,800℃ 的高温改性后的稻草吸附容量提升最大,对环丙氨嗪的最大 吸附量可达167 (177
t,其中稻草秸秆的产量约为1.8×108 t。农作物秸秆的
再利用主要包括作为农用肥料、饲料、农村新型能源、工业原 料、食用菌基料等5种,此外,仍有大约60%未被利用…。而
稻草秸秆更是由于木质素含量低、营养价值低和热值低等原
因不适用于主要的再利用途径,被大量焚烧或者丢弃,不仅
浪费大量生物质能源,也污染了环境。
关键词稻草秸秆;吸附;环境污染;重金属;有机污染物 中图分类号S181.3 文献标识码A 文章编号0517—6611(2014)32—11467—03
Application of Straw Stalk in Environmental BoUution Control YANG Dan,ClmN Qmg-guo‘,uU Mei et al (College of Marine Science&Technology,Zhejiang Ocean University,Zhoushan,Zhejiang 316000、
Gong等‘7 3
Rocha等‘8] Sharma等‘91 袁敏等‘”1 韩彬等…“2 刘婷等¨3。4 谭婷等Ⅲ1 杨剑梅等Ⅲ1 Cao等‘”1
室温 室温
200~800℃ 500~800℃
磷酸氢二铵活化 先高锰酸钾氧化 再乙二胺胺化 多种胺基试剂经氯化和胺化反应 酒石酸化学改性 季铵盐化
室温
70℃ 80℃
性。还可以明显地增加改性稻草的比表面积,因而提高了改 性后稻草基活性炭的吸附性能。改性后的样品具有良好的 再生性能,经过4次再生后,对苯酚吸附效率仍能达到
85.4%。韩彬等¨2。还研究了该改性稻草秸秆基活性炭对苯 酚和亚甲基蓝的吸附性能。将活性炭应用于水中的亚甲基 蓝和苯酚吸附,活性炭吸附苯酚和亚甲基蓝符合拟二级动力 学方程。对苯酚最大的吸附量为187.7 mg/g,对亚甲基蓝的 最大吸附量为166.35 mg/g。研究还表明改性稻草基活性炭 对亚甲基蓝的吸附性能受到其比表面积与含氧基团的影响, 而且含氧基团量的增多对其吸附亚甲基蓝不利。
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Cu“、zn“的吸附趋于饱和,4种金属离子的去除率可达
70%~99%。
李勇等‘1。采用ZnCl:作为活化剂,制得改性稻草秸秆, 考察了对cu“的吸附性能。结果表明,当改性稻草秸秆投 加量为2 g/L,pH为6时,改性稻草秸秆对Cu“的吸附能力 可达47.143 mg/g,吸附达到平衡的时间为8 h。改性稻草秸 秆对Cu的吸附过程符合准二级动力学方程。热力学分析表 明,aG<0,该吸附反应属于自发反应。 杨剑梅等。1 6。研究了稻草秸秆对铬的吸附。稻草秸秆改 性前对铬离子最大吸附量为3.883 mg/g;通过酒石酸化学改 性后的稻草秸秆,对铬吸附能力有了显著提升,可达到5.266 mg/g。吸附性能提升有以下两个原因:一方面,是由于酒石 酸的改性显著增加了稻草秸秆表面的羧基(一COOH),而 一COOH是吸附Cr6+及Cr“的主要基团之一;另一方面,水