Page 194 - 《精细化工》2022年第8期

·1694· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

3+
随着盐度的增大，出水 Y 质量浓度显著上升，吸
+
附率明显减小。推测是 NaCl 加入到溶液后，Na 会
3+
+
中和污泥表面的负电荷，相当于 Na 与 Y 存在竞争
吸附，这与张彦灼等 [23] 观察到的现象一致。即随着
盐度的增大，离子竞争作用增强，从而导致吸附率
下降。
2+
2.1.5 共存离子 Pb 的影响
2+
共存Pb 对吸附过程的影响见图1f。由图1f可知，
2+
2+
随着进水 Pb 质量浓度的增大，AGS 对 Pb 的吸附量
3+
3+
a—混合方式；b、c—初始 Y 质量浓度；d—pH；e—盐度；f— 逐渐增大，但 AGS 对 Y 的吸附量明显减小。可见，
2+
3+
2+
共存离子 Pb ；g—粒径 Pb 的共存会显著减少 Y 的吸附量，故推测两种阳
3+ 2+
图 1 单因素对吸附效果影响 离子存在竞争吸附，Y 和 Pb 存在共同吸附位点。
Fig. 1 Effects of single factor on adsorption effect 另外，AGS 对 Pb 具有更大的吸附量，推测是因为
2+
可吸附 Pb 的位点更多，或是因为 Pb 具有更大的
2+
2+
由图 1a 可知，3 种混合方式均在 40 min 后趋于
相对原子质量所致。基于稀土矿山废水复杂的重金
吸附平衡。其中，曝气、搅拌的吸附速率（前 10 min
2+
属离子共存体系，后续研究中还应考虑钇与 Cu 、
吸附曲线斜率）较快，振荡模式的吸附速率略慢。
2+
Cd 等其他金属离子的竞争吸附。
曝气模式的吸附量最大（19.0 mg/g MLSS），搅拌模
2.1.6 粒径对吸附的影响
式次之，振荡模式的吸附量最小（17.5 mg/g MLSS）。
AGS 粒径对吸附过程的影响见图 1g。由图 1g
可见，曝气相比于搅拌与振荡具有更大的吸附量和更 可知，不同粒径的 AGS 对 Y 的吸附性能和吸附速
3+
快的吸附速率。推测原因是，曝气模式下 AGS 和 Y 3+
率存在明显差距。小粒径 AGS（0.3~0.6 mm、0.6~
的接触效率最高，故后续实验均在曝气模式下进行。
3+
2.1.2 初始 Y 质量浓度 1.0 mm）具有更大的吸附量（21.94、23.38 mg/g MLSS）
3+
初始 Y 质量浓度对吸附过程的影响见图 1b； 和更快的吸附速率。随着粒径的增大，吸附量和吸
对吸附量的影响见图 1c。由图 1b 可知，当初始 Y 3+ 附速率均会下降。基于此，采用人工碾压的方式将
3+
质量浓度≤50 mg/L 时，出水 Y 质量浓度接近 0， 大粒径 AGS（2.4~3.0 mm）破碎成小粒径 AGS（图
3+
吸附率趋近 100%。当初始 Y 质量浓度>100 mg/L 2），碾压后的粒径分布见表 2。
3+
3+
后，随着初始 Y 质量浓度的增大，出水 Y 质量浓
度逐渐升高，吸附率不断减小。推测原因是，AGS
3+
上的吸附位点有限，初始 Y 质量浓度超出 AGS 的
吸附容量后，吸附率开始下降。吸附量随着初始 Y 3+
质量浓度（0~100 mg/L）（图 1c）的增大迅速上升，

3+
此后增大趋势变缓。推测是高质量浓度 Y 增大了 a—破碎前；b—破碎后
传质驱动力，克服了固液相之间的阻力，故初始 Y 3+ 图 2 AGS 形貌
Fig. 2 Morphology of AGS
质量浓度>100 mg/L 后，仍能提高部分吸附量，这
与 AKPOMIE 等 [21] 的研究结果一致。 表 2 破碎后 AGS 的粒径分布
2.1.3 溶液 pH 的影响 Table 2 Particle size distribution of AGS after crushing
溶液 pH 对吸附过程的影响见图 1d。由图 1d 可 粒径/mm 占比/%
3+
知，随着 pH 增大，出水 Y 质量浓度逐渐减小，吸 <0.3 3.01
附率逐渐提高。推测变化的原因是，低 pH 溶液中 0.3~0.6 16.86
3+
+
+
会有更多的 H 与 Y 争夺吸附位点，同时 H 占据表 0.6~1.0 31.63
面活性位点后使 AGS 质子化带正电，与溶液中 Y 3+ 1.0~1.4 27.19
1.4~2.0 14.25
之间存在静电斥力，从而吸附率较低，这与 AHMED
2.0~2.4 3.53
等 [22] 的研究结果一致。另一方面，随着 pH 的增大，
3+
Y 易发生水解，生成沉淀物吸附在 AGS 表面，从 2.4~3.0 3.53
而提高吸附率。 由表 2 可知，碾压破碎后的 AGS 粒径主要分布
2.1.4 盐度的影响 在 0.6~1.4 mm 之间。碾压后的 AGS 吸附量由碾压
盐度对吸附过程的影响见图 1e。由图 1e 可知， 前的 20.16 mg/g MLSS 提升至 23.11 mg/g MLSS（提