微波活化粒状赤泥并应用于废水净化的基础研究

发布时间：2017-08-01 14:06

  本文关键词：微波活化粒状赤泥并应用于废水净化的基础研究

  更多相关文章： 微波 赤泥 吸附剂 有机废水

【摘要】：近来,将氧化铝生产过程中排放的废渣赤泥,应用于吸附净化含重金属离子和有机物的废水,已经成为赤泥综合利用的热点研究方向之一。但由于存在活化难、分离难、循环利用难和机理不清等关键问题,无法实现规模化应用。本研究利用微波造孔活化技术,在不添加造孔剂的情况下,使粒状赤泥(GRM)内部急剧产生水蒸气、有机物挥发而爆发形成微孔和通道,实现造孔活化和强化,把GRM制成高强度多孔吸附剂,应用于有机废水的吸附净化。研究结论如下：利用XRD、SEM、FTIR等方法对制备的GRM进行了表征。结果表明,该GRM在不添加造孔剂的条件下,与采用常规加热作为活化方式的GRM相比,采用微波加热作为活化方式的GRM,强度与比表面积均优于常规加热的GRM,在宏观上形成了相互贯通的2mm、0.2mm和0.05mm左右的大孔,在微观上孔通道清晰,这有利于待吸附废水进入颗粒内部。微波加热优化条件为500℃C,2.6kW,保温30min。然后,进行了微波活化后GRM的静态吸附实验。研究了振荡时间、亚甲基蓝(MB)初始浓度、GRM添加量、MB初始pH值和溶液温度对MB去除率的影响；Van't Hoff方程可以对吸附过程进行热力学计算,在不同温度下获得的吸附平衡数据可以用Langmuir和Freundlich吸附模型来处理；吸附动力学可以用准一级、准二级动力学模型。结果显示,其静态吸附过程符合Freundlich模型,在293、303和313K三个不同温度下的饱和吸附量分别为7.3670、9.0975和9.9771 mg/g,是一个自发的吸热反应；其动力学行为遵循准二级动力学方程,吸附速率限制步骤为膜扩散。最后,动态吸附实验探讨了填料柱高度、MB流速和初始浓度对穿透曲线影响；分别用BDST模型、Thomas模型对实验数据进行拟合,获得了相关参数,对吸附后的GRM填料柱进行了再生实验。穿透时间可以用BDST模型进行预测,误差在5%以下；GRM对MB的吸附动力学用Thomas模型进行描述,得出当MB溶液初始浓度为100、150和200 mg/L时的平衡吸附容量分别为5.0117、4.4915和3.5357 mg/g。采用pH=3的稀硝酸溶液可对吸附后的吸附柱实现脱附,表明GRM可以重复使用。
【关键词】：微波 赤泥 吸附剂 有机废水
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;X758
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-30
• 1.1 氧化铝的生产工艺及赤泥的来源10-13
• 1.2 赤泥的物理化学性质13-15
• 1.3 赤泥的危害及利用现状15-21
• 1.4 染料废水处理的研究进展21-24
• 1.5 国内外研究现状及发展动态分析24-27
• 1.6 本课题的目的意义与研究内容27-30
• 第二章 实验方法与研究内容30-42
• 2.1 实验试剂30-31
• 2.2 GRM吸附剂的制备31-32
• 2.3 亚甲基蓝溶液的配置32-34
• 2.4 静态试验分析方法34-38
• 2.5 动态实验分析方法38-39
• 2.6 本章小结39-42
• 第三章 粒状赤泥吸附剂的制备及造孔机理42-56
• 3.1 粘结剂的确定42-43
• 3.2 微波活化条件的确定43-46
• 3.3 表征及分析所制备的GRM吸附剂46-51
• 3.4 微波活化机制51-53
• 3.5 造孔机理讨论53-54
• 3.6 本章小结54-56
• 第四章 粒状赤泥吸附剂吸附亚甲基蓝的静态试验研究56-68
• 4.1 引言56
• 4.2 影响GRM吸附剂吸附亚甲基蓝的因素56-61
• 4.3 GRM吸附剂吸附亚甲基蓝的热力学研究61-65
• 4.4 GRM吸附剂吸附亚甲基蓝的动力学研究65-67
• 4.5 GRM吸附剂吸附亚甲基蓝的吸附机理67-68
• 第五章 粒状赤泥吸附剂吸附亚甲基蓝的动态实验研究68-78
• 5.268-73
• 5.3 填料柱的再生73-76
• 5.4 本章小结76-78
• 第六章 结论与展望78-82
• 6.1 结论78-79
• 6.2 展望79-82
• 第七章 总结与体会82-84
• 致谢84-86
• 参考文献86-94
• 附录94-96

，

本文编号：604592