第9期 林海等：香菇培养基废料吸附矿山酸性废水中铜离子 1121· 量浓度，其吸附量还会继续增加 14 60 25 50 20 8 40 15 4 30 )/ 2 20 2 5 溶液pH值 10 ◆去除*5 图2溶液pH对吸附量的影响 ■一吸附量 Fig.2 Effect of pH value on the biosorption of Cu2+ 100200 300400500 初始C2+质量浓度/(mgL-) 由图2可看出，随着pH值升高，吸附量增大. 图3Cu2+初始浓度的影响 当pH值为1.5左右时，香菇培养基废料对C2+几 Fig.3 Effect of initial Cu2+concentration on the biosorp- 乎无吸附作用，吸附量仅为0.76mgg-1；当pH值 tion of Cu2+ 由2增大到4.15时，吸附效果明显增强，在pH值 2.3吸附时间的影响 为4.15时其吸附量达到13.9mgg1；当pH值由 为了确定香菇培养基废料对Cu+的吸附平衡 4.15增大到5.13时，吸附量仅增加了0.23mgg1 究其原因，低pH值时，H+和C2+竞争吸附剂上 时间，研究了pH值为3，吸附剂投加量5gL-1, 的活性位点，而H+能够优先被吸附4，致使C+ Cu2+初始质量浓度150mgL-1,温度30℃，不同 吸附量较低：随着H值升高，吸附剂表面逐渐去 时间下废料对Cu2+的吸附效果，结果见图4. 质子化，能够提供的吸附位点也随之增多，因此吸 14 附量也变大：当pH值升高到一定程度时，虽然pH 值继续升高，但由于吸附剂表面的活性位点被陆续 占据，因此吸附量变化不大 011 由于实际矿山酸性废水水质pH值常在2~4之 9 间，因此后续实验pH值选为3. 8 2.2Cu2+初始浓度的影响 一般情况下，生物吸附剂对重金属离子的吸附 8 12 16 20 24 量会随着重金属离子浓度的增大而增大，最后达到 吸附时间/h 吸附平衡.根据实际矿山酸性废水中C2+的变化 图4吸附时间的影响 范围，研究Cu2+质量浓度在20~420mg-L-1之间 Fig.4 Effect of contact time on the biosorption of Cu2+ 变化，pH值为3，吸附剂投加量5gL-1,吸附时间 4h,温度30℃时香菇培养基废料的吸附规律，结 在吸附开始的1h内，吸附速率很快，吸附量 果见图3. 迅速增加，基本达到平衡：在随后的吸附时间里， 由图3可以看出，随着初始Cu2+质量浓度的 吸附量缓慢增加，平衡吸附量为13.26mgg1.这 增加，香菇培养基废料对的C2+去除率不断下降， 种初期快速吸附、后期缓慢吸附的特点是由于吸附 从50.15%降到25.38%，而吸附量却不断上升，从 初期重金属离子由液相转移到固体吸附剂表面，速 2.01增加到21.32mgg~1.这是因为相对于一定量 度较快，而后期的缓慢吸附则是重金属离子在吸附 的吸附剂，低浓度时吸附剂表面活性位点的数量与 剂多孔结构内的扩散，速度慢可.吸附平衡时间约 金属离子的数量之比相对较大，因此去除率高：至 为1，为保证充分吸附，后续实验吸附时间仍设 于吸附量，由于吸附剂表面活性位点会随着金属离 为4h. 子浓度的增大而逐渐被占据直至达到吸附平衡，因24香菇培养基废料投加量的影响 此吸附量便会相应增大 研究吸附剂投加量的影响对实际废水处理中 从图上曲线的走势可以看出，香菇培养基废料 吸附材料的合理高效利用具有重大意义.C2+初始 并未达到吸附饱和，如果继续增大C+的初始质 质量浓度150mgL-1,pH值为3，吸附时间4h,温第 9 期 林 海等：香菇培养基废料吸附矿山酸性废水中铜离子 1121 ·· 图 2 溶液 pH 对吸附量的影响 Fig.2 Effect of pH value on the biosorption of Cu2+ 由图 2 可看出，随着 pH 值升高，吸附量增大. 当 pH 值为 1.5 左右时，香菇培养基废料对 Cu2+ 几 乎无吸附作用，吸附量仅为 0.76 mg·g −1；当 pH 值 由 2 增大到 4.15 时，吸附效果明显增强，在 pH 值 为 4.15 时其吸附量达到 13.9 mg·g −1；当 pH 值由 4.15 增大到 5.13 时，吸附量仅增加了 0.23 mg·g −1 . 究其原因，低 pH 值时，H+ 和 Cu2+ 竞争吸附剂上 的活性位点，而 H+ 能够优先被吸附[14]，致使 Cu2+ 吸附量较低；随着 pH 值升高，吸附剂表面逐渐去 质子化，能够提供的吸附位点也随之增多，因此吸 附量也变大；当 pH 值升高到一定程度时，虽然 pH 值继续升高，但由于吸附剂表面的活性位点被陆续 占据，因此吸附量变化不大. 由于实际矿山酸性废水水质 pH 值常在 2∼4 之 间，因此后续实验 pH 值选为 3. 2.2 Cu2+初始浓度的影响 一般情况下，生物吸附剂对重金属离子的吸附 量会随着重金属离子浓度的增大而增大，最后达到 吸附平衡. 根据实际矿山酸性废水中 Cu2+ 的变化 范围，研究 Cu2+ 质量浓度在 20∼420 mg·L −1 之间 变化，pH 值为 3，吸附剂投加量 5 g·L −1，吸附时间 4 h，温度 30 ℃时香菇培养基废料的吸附规律，结 果见图 3. 由图 3 可以看出，随着初始 Cu2+ 质量浓度的 增加，香菇培养基废料对的 Cu2+ 去除率不断下降， 从 50.15%降到 25.38%，而吸附量却不断上升，从 2.01 增加到 21.32 mg·g −1 . 这是因为相对于一定量 的吸附剂，低浓度时吸附剂表面活性位点的数量与 金属离子的数量之比相对较大，因此去除率高；至 于吸附量，由于吸附剂表面活性位点会随着金属离 子浓度的增大而逐渐被占据直至达到吸附平衡，因 此吸附量便会相应增大. 从图上曲线的走势可以看出，香菇培养基废料 并未达到吸附饱和，如果继续增大 Cu2+ 的初始质 量浓度，其吸附量还会继续增加. 图 3 Cu2+ 初始浓度的影响 Fig.3 Effect of initial Cu2+ concentration on the biosorp￾tion of Cu2+ 2.3 吸附时间的影响 为了确定香菇培养基废料对 Cu2+ 的吸附平衡 时间，研究了 pH 值为 3，吸附剂投加量 5 g·L −1， Cu2+ 初始质量浓度 150 mg·L −1，温度 30 ℃，不同 时间下废料对 Cu2+ 的吸附效果，结果见图 4. 图 4 吸附时间的影响 Fig.4 Effect of contact time on the biosorption of Cu2+ 在吸附开始的 1 h 内，吸附速率很快，吸附量 迅速增加，基本达到平衡；在随后的吸附时间里， 吸附量缓慢增加，平衡吸附量为 13.26 mg·g −1 . 这 种初期快速吸附、后期缓慢吸附的特点是由于吸附 初期重金属离子由液相转移到固体吸附剂表面，速 度较快，而后期的缓慢吸附则是重金属离子在吸附 剂多孔结构内的扩散，速度慢[15] . 吸附平衡时间约 为 1 h，为保证充分吸附，后续实验吸附时间仍设 为 4 h. 2.4 香菇培养基废料投加量的影响 研究吸附剂投加量的影响对实际废水处理中 吸附材料的合理高效利用具有重大意义. Cu2+ 初始 质量浓度 150 mg·L −1，pH 值为 3，吸附时间 4 h，温