粉煤灰去除水中有机污染物的研究

发布时间：2020-06-17 19:46

【摘要】：粉煤灰是燃煤电厂排放的废弃物,无序管理及堆置会对环境造成污染。但由于粉煤灰含有Fe、Si、Al元素及其对应的氧化物成分,并且粉煤灰的比面积比较大,这些特点决定了粉煤灰可以用于废水处理。水体污染物中,染料种类繁多,有些属于难降解有机物,因此染料废水的治理成为目前的研究热点。本文选择了四种不同电厂原始粉煤灰对水中的铬黑T、中性红以及甲基橙染料进行吸附处理,探讨了不同实验条件对粉煤灰吸附染料污染物的影响。此外为了进一步提高粉煤灰吸附染料的性能,根据具体粉煤灰的吸附效果,有针对性地对粉煤灰进行改性处理,改性方法包括酸改性、碱改性和表面附炭改性,且对改性前后的粉煤灰吸附染料的过程进行了动力学分析和吸附等温线分析。通过实验研究得到以下结论:四种原始粉煤灰对三种染料均具有不同程度的吸附效果,对中性红的吸附效果最佳,铬黑T次之,甲基橙效果最差;原始粉煤灰在酸性环境下吸附铬黑T、甲基橙效果更佳,在碱性环境下吸附中性红效果更佳;温度升高,不利于原始粉煤灰对染料的吸附。经过不同的改性方法,对三种染料的吸附效果均有所提高;改性粉煤灰的吸附效果受到温度、粉煤灰投加量、染料初始浓度的影响。对改性前后的粉煤灰进行了动力学分析,分别用Lagergren一级吸附速率方程、Lagergren二级吸附速率方程以及Weber-Morris颗粒内扩散方程对实验数据进行拟合,发现不同电厂原始粉煤灰吸附三种染料更符合Lagergren二级吸附动力学,其中TFA吸附铬黑T还符合Weber-Morris颗粒内扩散动力学;改性后的C/TFA吸附甲基橙对三种吸附速率方程均有较好的相关性,吸附过程更加复杂但有利于吸附的进行。对改性前后的粉煤灰吸附染料过程进行了Langmuir等温方程和Freundlich等温方程的线性拟合,发现实验数据更加符合Langmuir吸附等温方程。粉煤灰的资源化和再利用,具有明显的社会意义和环境意义,本文针对不同染料不同来源地粉煤灰,探讨其吸附过程,研究其改性方法,为实际吸附工艺中节省吸附剂、提高吸附效率提供了理论依据。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X773;X703
【图文】：

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494.2.2 粉煤灰改性前后扫描电镜（SEM）对比图 4-4 为 TFA 表面附炭改性前后 SEM 分析照片，图 4-5 为 JFA 酸改性前后SEM 分析照片，图 4-6 为 TFA 碱改性前后 SEM 分析照片。（a）TFA（b）C/TFA图 4-4 TFA 表面附炭改性前后 SEM 照片由图 4-4 可以看出，未改性的 TFA 多呈大小不一但形状均匀的球状颗粒，且表面相对光滑，经表面附炭改性后，球状颗粒的表面变得粗糙，凹凸不平，形状也不再规则和单一。可见，改性后的 TFA 比表面积增大了，且表面附着位点增多了。

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（b）HCl/JFA图 4-5 JFA 酸改性前后 SEM 照片由图 4-5 可以看出，未改性前的 JFA 不仅存在着多孔玻璃颗粒以及表面光滑或有些许塌陷的球状颗粒，还存在着很多云片状的形状不规则的杂质；经盐酸改性后的 JFA，多为形状单一的球形颗粒，云片状的杂质减少了很多，充分体现了盐酸对粉煤灰内部空隙的除杂作用。（a）TFA

【参考文献】