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2 结果与讨论
2.1 反应时间的影响
螯合树脂对Ca2+吸附量随反应时间的变化如图 1 所示。
图 1 吸附量随反应时间变化
由图 1 可知,树脂对Ca2+的离子交换吸附与反应时间有关,先快后慢,前10 min 对Ca2+的去除率可达89%,20 min 之后吸附量变化缓慢,30 min 后,树脂对Ca2+的去除率达97%,达到平衡状态,因此后续研究中离子交换的反应时间均为30 min。
2.2 pH 的影响
pH 是影响树脂静态吸附行为的重要因素,研究不同pH 条件下树脂吸附量的变化有利于提高离子交换树脂的利用率〔9〕。螯合树脂在不同pH 条件下对Ca2+的吸附量如图 2 所示。
图 2 pH 对Ca2+吸附量的影响
由图 2 可知,废水pH 对螯合树脂的Ca2+吸附量有很大影响。由于氨基磷酸电离常数pK1和pK2分别为1.9~2.2 和7.5~8.0 〔10〕,因此,当废水pH<8时,废水中的H+与Ca2+竞争离子交换位点,随着pH的升高Ca2+的平衡吸附量逐渐增加; 当pH>8 时废水中H+浓度较低,对离子交换过程的影响较小。由于实际废水呈弱酸性,因此,试验条件下确定最佳吸附pH 为7~8,后续试验在此pH 下进行。
2.3 树脂用量对吸附的影响
树脂用量对Ca2+吸附量的影响如图 3 所示。
图 3 树脂用量对Ca2+吸附量的影响
由图 3 可知,随着树脂用量的增加,离子交换位点增多,Ca2+的去除率提高。同时,由于过多的树脂导致树脂表面未饱和的吸附位点增多,树脂吸附量随树脂量的增加而降低〔11〕。当树脂量大于1 g 时,Ca2+的去除率变化不大,可达99%左右。
2.4 温度的影响
25、35、45、55 ℃下螯合树脂对Ca2+的离子交换等温线如图 4 所示。
图 4 螯合树脂对Ca2+的吸附等温线
由图 4 可知,螯合树脂对Ca2+的平衡吸附量随温度升高而增加。与刘步云等〔5〕的研究结果一致。利用Langmuir 等温吸附模型对图 4 的试验数据进行拟合,其线性形式如式(2)所示〔12〕:
式中:Qm———树脂理论最大吸附量,μmol/g;
KL———Langmuir 吸附平衡常数,L/μmol。
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