摘要：【目的】 为解决煤矿酸性污染地下水pH 低,Zn2+、Cd2+等离子污染物浓度超标问题。 【方法】 文章研究以竹子活性炭为吸附剂去除煤矿酸性污染地下水中Zn2+和Cd2+污染物的效果和机理,利用某煤矿酸性污染地下水系统地开展了不同反应时间、粒径、投加量、温度、Zn2+和Cd2+初始浓度和pH 对竹子活性炭吸附Zn2+和Cd2+效果的影响,又使用扫描电子显微镜(SEM-EDS)和傅里叶红外线光谱(FTIR)表征手段并结合吸附动力学、等温吸附模型和热力学模型对其吸附机理进行探究。【结果】 结果表明,竹子活性炭能有效地吸附煤矿酸性污染地下水中Zn2+、Cd2+污染物,在反应时间为240 min,粒径为0.25～0.50 mm,投加量为10 g/L 条件下,竹子活性炭对Zn2+和Cd2+的去除率分别为95.92%和98.11%,反应后水中Zn2+和Cd2+质量浓度分别为0.495 mg/L 和0.005 mg/L,pH 值为6.21;在模拟温度、pH、Zn2+和Cd2+浓度不断变化的实际场地中,竹子活性炭对煤矿酸性污染地下水表现出良好的处理效果,处理后pH、Zn2+和Cd2+浓度均达到《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)Ⅲ类水要求。 【结论】 竹子活性炭对Zn2+和Cd2+吸附过程更符合准二级动力学模型和Langmuir 吸附等温线模型是单层化学吸附;吸附反应属于吸热、熵增加和自发的过程,较高的温度有利于反应的进行。 竹子活性炭既能中和煤矿酸性污染地下水的酸性又可去除水中超标的Zn2+和Cd2+,是一种环境经济友好型吸附剂。

关键词：竹子活性炭，煤矿酸性污染地下水，Zn2+ Cd2+，吸附机理

基金资助：环鄱阳湖区域矿山环境监测与治理重点实验室资助项目(MEMI-2023-13);东华理工大学科研发展基金项目(K20240014)

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