碱改柚子皮生物炭对水体中Mn(Ⅱ)的动态吸附研究

安 强，朱 胜，缪 乐，焦乙枭，宋嘉力

(重庆大学 环境与生态学院，重庆 400045)

锰的水体污染主要来源于锰矿厂和以锰为原料的化工厂所排放的废水[1]，通过食物链，锰可以在人体中积累[2]。虽然锰是人体必需的微量元素之一，但当摄入过量的锰时，人体的神经系统会受到严重损害[3]。相较于其他重金属，锰更难以被去除，且因为其复杂的化学性质而较少得到研究[4]。目前去除水体中锰污染的方法有沉淀法[5]、膜处理法[6]、氧化过滤法[7]、电化学法[8]以及吸附法[9-10]等，其中吸附法具有操作便捷、去除高效的特性，是一种极具潜力的处理方法[11]。

前期实验结果表明[16]，碱改柚子皮生物炭在静态吸附中对Mn(Ⅱ)有较好的吸附效果，静态饱和吸附容量达到85.889 mg/g，这里将进一步考察碱改柚子皮生物炭对Mn(Ⅱ)的动态吸附。引用了前期对碱改柚子皮生物炭的BET、FTIR表征结果，选取流量、床高、Mn(Ⅱ)初始质量浓度为变量进行了碱改柚子皮生物炭的固定床实验，并采用了3种固定床平衡动力学吸附模型对实验结果进行拟合，以期能为碱改柚子皮生物炭在下一步固定床中的实际应用提供一定的设计依据。

1 材料与方法

1.1 材料

柚子皮：购自中国江西省，自然风干后切成1～2 cm的小块，在60 ℃下放入烘箱中烘干，直至获得恒定重量。

化学试剂：氯化锰(MnCl2·4H2O)，用于配制含锰废水；氢氧化钠(NaOH)，用于改性生物炭以及调节Mn(Ⅱ)溶液的pH；盐酸(HCl)，用于调节Mn(Ⅱ)溶液的pH；高碘酸钾(KIO4)、焦磷酸钾(K4P2O7)、乙酸钠(CH3COONa)，测定Mn(Ⅱ)的缓冲溶液与显色剂，所有试剂均为分析纯。

1.2 生物炭的制备与改性

将干燥柚子皮与NaOH溶液按1∶5 (g∶mL)的比例混合，30 ℃下于150 r/min持续搅拌24 h。……