活性炭吸附重金属
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生活饮用水标准
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二、重金属的去除方法
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二、重金属的去除方法
化学法
1、化学沉淀法 （1）碱性化学沉淀法 （2）硫化物沉淀法 （3）组合或其它化学沉淀法
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利用化学沉淀法去除重金属离子
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二、重金属的去除方法 2、重金属捕集剂
重金属捕集剂能与重金属离子发生强 力螯合作用，迅速生成不溶于水、含水量低、 易过滤分离的絮状沉淀，从而去除重金属离 子。 3、离子交换法 最常用的离子交换树脂是带有磺酸基 团(-SO3H)的酸性树脂，和带有羧基基团(－ COOH)的弱酸性树脂。 离子交换法不会产生二次污染，并可 10
臭氧氧化活性炭表面生成酚羟基和羧
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四、吸附剂的改性方法
氨基化法 对碳纳米管进行氧化再添加氨基 的改性方法。
多壁碳纳米管的改性
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四、吸附剂的改性方法
其它改性方法
通过接枝一些具有很多配位基团的 化学试剂也可以促进对金属的吸附，这 些化学试剂主要包含氧官能团，氨基， 含硫基团，对金属有很好的配位或者螯 合作用。
《污水综合排放标准》(GB8978-1996)
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受到有毒镉污染的农田
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一、研究意义与背景
传统的重金属去除工艺适用于较高浓度 的重金属离子的去除，而适用于低浓度 的去除技术如反渗透法等成本太高，需 开发高效、方便并且成本合理的重金属 的去除技术。 活性炭吸附对有机污染物有较好的去除 效果，通过改性可改变活性炭表面特性 从而提高对重金属的吸附。
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重金属去除的主要传统工艺的优缺点
三、活性炭对重金属的吸附
活性炭的表面官能团
含氧基团有羧基、酚羟基、羰基、 内酯基及酸酐等，含氮官能团主要有吡 啶、酰胺等。
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活性炭表面含氧官能 团
活性炭表面含氮官能团
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三、活性炭对重金属的吸附
吸附模式
活性炭吸附金属通常符合 Langmuir 和 Freundlich 模式。 吸附容量公式
二、重金属的去除方法
物理化学法
1、膜分离技术 包括：微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反 渗透。 微滤膜为 0.1 m 级别孔径的膜，用来 去除悬浮颗粒物、藻类、细菌等； 超滤膜为 0.01 m 级别的膜，用来去除 小的胶体和病毒； 纳滤和反渗透都可以用来去除金属离
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二、重金属的去除方法 2、吸附法 吸附法包括活性炭吸附、碳纳米 管吸附、低成本吸附剂吸附等。 活性炭在重金属的处理中也被广 泛地使用着，活性炭的微孔和中孔结构 使之具有巨大的比表面积 ，主要以粉 末状或颗粒状形式存在。
改性活性炭吸附水中重金属镉的 研究
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一Leabharlann Baidu研究意义与背景
二、重金属的去除方法
三、活性炭对重金属的吸附
四、吸附剂的改性方法
五、结论
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一、研究意义与背景
镉由于毒性太大，被列为重金属“五毒” 之一。极微量的镉就可对人体造成伤害。 我国近年来重金属污染事件频发，对我 国的饮用水安全和食品安全造成了严重 的威胁，危害到人类的健康。 镉具有稳定、积累和不易消除的特点， 可通过食物链富集，对人体产生慢性中 毒。“痛痛病”
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二、重金属的去除方法
生物修复法
生物吸附技术：利用生物体的化 学特性来吸附水中的金属离子，主要通 过本身所带的负电荷来吸附金属阳离子。 典型的生物吸附剂主要有三种来源: (1) 非活性的生物质，比如树皮、木 质素、蟹壳等； (2) 藻类生物质； (3) 微生物类生物质，比如细菌、真
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二、重金属的去除方法 植物修复技术：主要是通过植物 根系的根际圈分泌物质和土壤中的生物 的新陈代谢活动来吸收、吸附和降解污 染物等，是土壤修复的重要技术。 用植物处理重金属主要有三个主要原 理: （1）从对废水中的有毒金属进行吸取、 沉淀或富集； （2）萃取土壤中或者水中的重金属， 富集运输至根部和枝条部分，然后移去
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三、活性炭对重金属的吸附
影响因素
1、活性炭的表面特性：孔隙结构、比 表面积、零电荷点、表面官能团等。 2、吸附质的性质：吸附质的存在形态， 半径大小、所带电荷、浓度等。 3、溶液性质：pH、温度、离子强度等。
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四、吸附剂的改性方法
酸碱改性
通过酸改性主要是为了增加活性 炭表面的含氧官能团的含量。
Langmuir型方 程 Freundlich型方程
V 为镉溶液体积，qe (mg/g 或者 mmol/L/g)为平衡吸附容量，qm 为最大吸附容量，单位相同，m(g)为活性炭的质量， b(L*mmol/Lol-1)为平衡常数。
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三、活性炭对重金属的吸附
吸附机理
炭表面羧基与金属离子交换的机理图
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五、结论
吸附法处理含镉废水的控制条件比较多， 如吸附剂的粒度、吸附剂的添加量、废 水的成分、进水浓度、pH、吸附时间等， 应加强含镉废水吸附处理的自动控制研 究。 在改性吸附剂研究中，应优化选择路线， 降低吸附剂改性成本，使之能够成为可 接受和具有竞争力的镉污染治理材料。
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谢谢！
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生活饮用水标准
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二、重金属的去除方法
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二、重金属的去除方法
化学法
1、化学沉淀法 （1）碱性化学沉淀法 （2）硫化物沉淀法 （3）组合或其它化学沉淀法
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利用化学沉淀法去除重金属离子
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二、重金属的去除方法 2、重金属捕集剂
重金属捕集剂能与重金属离子发生强 力螯合作用，迅速生成不溶于水、含水量低、 易过滤分离的絮状沉淀，从而去除重金属离 子。 3、离子交换法 最常用的离子交换树脂是带有磺酸基 团(-SO3H)的酸性树脂，和带有羧基基团(－ COOH)的弱酸性树脂。 离子交换法不会产生二次污染，并可 10
臭氧氧化活性炭表面生成酚羟基和羧
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四、吸附剂的改性方法
氨基化法 对碳纳米管进行氧化再添加氨基 的改性方法。
多壁碳纳米管的改性
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四、吸附剂的改性方法
其它改性方法
通过接枝一些具有很多配位基团的 化学试剂也可以促进对金属的吸附，这 些化学试剂主要包含氧官能团，氨基， 含硫基团，对金属有很好的配位或者螯 合作用。
《污水综合排放标准》(GB8978-1996)
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受到有毒镉污染的农田
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一、研究意义与背景
传统的重金属去除工艺适用于较高浓度 的重金属离子的去除，而适用于低浓度 的去除技术如反渗透法等成本太高，需 开发高效、方便并且成本合理的重金属 的去除技术。 活性炭吸附对有机污染物有较好的去除 效果，通过改性可改变活性炭表面特性 从而提高对重金属的吸附。
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重金属去除的主要传统工艺的优缺点
三、活性炭对重金属的吸附
活性炭的表面官能团
含氧基团有羧基、酚羟基、羰基、 内酯基及酸酐等，含氮官能团主要有吡 啶、酰胺等。
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活性炭表面含氧官能 团
活性炭表面含氮官能团
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三、活性炭对重金属的吸附
吸附模式
活性炭吸附金属通常符合 Langmuir 和 Freundlich 模式。 吸附容量公式
二、重金属的去除方法
物理化学法
1、膜分离技术 包括：微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反 渗透。 微滤膜为 0.1 m 级别孔径的膜，用来 去除悬浮颗粒物、藻类、细菌等； 超滤膜为 0.01 m 级别的膜，用来去除 小的胶体和病毒； 纳滤和反渗透都可以用来去除金属离
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二、重金属的去除方法 2、吸附法 吸附法包括活性炭吸附、碳纳米 管吸附、低成本吸附剂吸附等。 活性炭在重金属的处理中也被广 泛地使用着，活性炭的微孔和中孔结构 使之具有巨大的比表面积 ，主要以粉 末状或颗粒状形式存在。
改性活性炭吸附水中重金属镉的 研究
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一Leabharlann Baidu研究意义与背景
二、重金属的去除方法
三、活性炭对重金属的吸附
四、吸附剂的改性方法
五、结论
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一、研究意义与背景
镉由于毒性太大，被列为重金属“五毒” 之一。极微量的镉就可对人体造成伤害。 我国近年来重金属污染事件频发，对我 国的饮用水安全和食品安全造成了严重 的威胁，危害到人类的健康。 镉具有稳定、积累和不易消除的特点， 可通过食物链富集，对人体产生慢性中 毒。“痛痛病”
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二、重金属的去除方法
生物修复法
生物吸附技术：利用生物体的化 学特性来吸附水中的金属离子，主要通 过本身所带的负电荷来吸附金属阳离子。 典型的生物吸附剂主要有三种来源: (1) 非活性的生物质，比如树皮、木 质素、蟹壳等； (2) 藻类生物质； (3) 微生物类生物质，比如细菌、真
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二、重金属的去除方法 植物修复技术：主要是通过植物 根系的根际圈分泌物质和土壤中的生物 的新陈代谢活动来吸收、吸附和降解污 染物等，是土壤修复的重要技术。 用植物处理重金属主要有三个主要原 理: （1）从对废水中的有毒金属进行吸取、 沉淀或富集； （2）萃取土壤中或者水中的重金属， 富集运输至根部和枝条部分，然后移去
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三、活性炭对重金属的吸附
影响因素
1、活性炭的表面特性：孔隙结构、比 表面积、零电荷点、表面官能团等。 2、吸附质的性质：吸附质的存在形态， 半径大小、所带电荷、浓度等。 3、溶液性质：pH、温度、离子强度等。
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四、吸附剂的改性方法
酸碱改性
通过酸改性主要是为了增加活性 炭表面的含氧官能团的含量。
Langmuir型方 程 Freundlich型方程
V 为镉溶液体积，qe (mg/g 或者 mmol/L/g)为平衡吸附容量，qm 为最大吸附容量，单位相同，m(g)为活性炭的质量， b(L*mmol/Lol-1)为平衡常数。
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三、活性炭对重金属的吸附
吸附机理
炭表面羧基与金属离子交换的机理图
23
五、结论
吸附法处理含镉废水的控制条件比较多， 如吸附剂的粒度、吸附剂的添加量、废 水的成分、进水浓度、pH、吸附时间等， 应加强含镉废水吸附处理的自动控制研 究。 在改性吸附剂研究中，应优化选择路线， 降低吸附剂改性成本，使之能够成为可 接受和具有竞争力的镉污染治理材料。
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谢谢！
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