工业废水中重金属镍离子处理研究

发布时间：2017-10-22 02:10

  本文关键词：工业废水中重金属镍离子处理研究

  更多相关文章： 吸附 沉淀 稻壳 多孔炭 重金属镍离子

【摘要】：镍是与人类生活非常密切的重金属材料,并已广泛应用于钢铁、镍基合金、电镀及电池等领域。但由于镍的危害,国家环保标准对其排放越来越严格。如何有效地去除工业废水中的镍成为当今工业制造业必须解决的环境保护工作问题。与其他重金属去除方法相比,化学沉淀法在处理成本方面显示出较大的优势,吸附法具有简易且可以循环使用的优点,因此,这两种方法具有广泛的应用前景。但普通化学沉淀法处理络合重金属时沉淀不完全；而吸附剂的成本偏高吸附量有限。所以本论文围绕这两种方法的不足展开了以下工作：(1)提出了分步沉淀法处理含镍络合物工业废水的新工艺：利用镍离子与氢氧化物和与铜试剂反应生成沉淀的溶度积不一样,先用氢氧化钙调节废水pH在11.5-12.5,此时废水中大部分镍被沉淀,再调节废水pH=6-8,铜试剂进一步沉淀含镍络合物。探讨了沉淀pH值,氢氧化钙的用量,铜试剂用量等参数对实验的影响。实验结果表明,用此方法处理后的含络合镍的工业废水可以达到0.5mg/L的国家排放标准。(2)新型炭多孔材料的制备及其对Ni(Ⅱ)的吸附性能研究：采用稻壳为原料,用氢氧化钠为活化剂制备了炭多孔材料。该材料用来吸附去除水溶液中的重金属镍离子。在制备工艺研究中,用不同氢氧化钠与炭质量比,不同热处理时间及热处理温度等制备条件制备了炭多孔材料,并研究了所得炭多孔材料对Ni(Ⅱ)吸附性能的影响,结果表明,在氢氧化钠与炭质量比为3,热处理时间为2小时,热处理温度为800℃时,制备的炭多孔材料对Ni(Ⅱ)的吸附性能最好；详细研究了吸附条件对炭多孔材料吸附Ni(Ⅱ)性能的影响,如待处理溶液的pH值,反应时间。结果表明,在待处理液pH值为7.0,吸附反应时间大于200min,吸附效果最好。进一步对炭多孔材料表征发现,炭多孔材料除了C以外含有SiO2,其最可几孔径为0.62nm,比表面积Sm=1192m2/g;通过等温吸附模拟,炭多孔材料对镍离子的吸附更符合Langmuir等温吸附模型,主要为单层吸附,最大吸附量为75.3 mg/g。并研究了该炭多孔材料的循环利用工艺,研究结果表明该材料重复利用5次后吸附量仍能达到初始吸附量的90%以上。(3)锰掺杂炭多孔材料的制备及其对Ni(Ⅱ)的吸附性能研究：采用稻壳为原料,用高锰酸钾和氢氧化钠为活化剂制备了锰掺杂炭多孔材料。该材料用来吸附去除水溶液中的重金属镍离子。在制备工艺研究中,考察了高锰酸钾浓度对制备的锰掺杂炭多孔材料吸附Ni(Ⅱ)的影响。结果表明,高锰酸钾浓度为1%时制备的锰掺杂炭多孔材料对Ni(Ⅱ)的吸附性能最好。研究了待处理溶液的pH值,反应时间,Ni(Ⅱ)的初始浓度等参数对锰掺杂炭多孔材料吸附Ni(Ⅱ)的影响。结果表明,在待处理液pH值为7.0,吸附反应时间大于200min,吸附效果最好,吸附模型更符合Langmuir等温吸附模型,最大吸附量为128.2 mg/g。进一步对所制得的锰掺杂炭多孔材料表征发现,该材料中Si02含量减少,在原来炭多孔材料中掺杂了锰元素,最可几孔径为0.58nm,比表面积增加到Sm=1537m2/g。
【关键词】：吸附 沉淀 稻壳 多孔炭 重金属镍离子
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;O647.3
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-14
• 第1章 绪论14-27
• 1.1 镍的简介14-16
• 1.1.1 镍的性质14
• 1.1.2 镍在自然界的存在状态及其应用14-15
• 1.1.3 含镍废水的来源15
• 1.1.4 镍的危害15-16
• 1.2 含镍废水的治理方法16-23
• 1.2.1 物理处理方法16-17
• 1.2.2 化学处理方法17-20
• 1.2.3 生物处理方法20-21
• 1.2.4 物理化学处理方法21-23
• 1.3 稻壳基炭材料的制备及研究现状23-25
• 1.3.1 稻壳基炭材料的制备方法23-24
• 1.3.2 稻壳当前的应用现状24-25
• 1.4 本课题选择的意义及内容25-27
• 第2章 分步沉淀法处理含镍络合物的工业废水27-33
• 2.1 前言27
• 2.2 实验部分27-29
• 2.2.1 实验药品27-28
• 2.2.2 实验仪器28
• 2.2.3 实验样品来源28
• 2.2.4 实验步骤28-29
• 2.2.5 工艺流程图29
• 2.3 结果与讨论29-32
• 2.3.1 氢氧化钙调pH值的影响29-30
• 2.3.2 铜试剂用量对镍浓度的影响30-31
• 2.3.3 取样检测31-32
• 2.3.4 成本分析32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 新型炭多孔材料的制备及其对Ni(Ⅱ)的吸附性能研究33-46
• 3.1 前言33
• 3.2 实验部分33-34
• 3.2.1 实验药品33-34
• 3.2.2 实验仪器34
• 3.2.3 实验所需溶液34
• 3.2.4 炭多孔材料的制备34
• 3.3 结果与讨论34-43
• 3.3.1 炭多孔材料制备工艺研究34-37
• 3.3.1.1 氢氧化钠与炭质量比的影响35
• 3.3.1.2 热处理温度的影响35-36
• 3.3.1.3 热处理时间的影响36-37
• 3.3.2 炭多孔材料的表征37-40
• 3.3.2.1 炭多孔材料元素分析37
• 3.3.2.2 炭多孔材料结构分析37-39
• 3.3.2.3 新制备炭材料BET孔径研究及比表面积检测39-40
• 3.3.3 炭多孔材料吸附Ni(Ⅱ)的性能研究40-43
• 3.3.3.1 吸附时间的影响40
• 3.3.3.2 炭多孔材料对Ni(Ⅱ)的等温吸附线40-42
• 3.3.3.3 溶液pH的影响42-43
• 3.3.4 解析再生实验43
• 3.4 成孔机理43-44
• 3.5 本章小结44-46
• 第4章 锰掺杂炭多孔材料的制备及其对Ni(Ⅱ)的吸附性能研究46-57
• 4.1 前言46
• 4.2 实验部分46-48
• 4.2.1 实验药品46-47
• 4.2.2 实验仪器47
• 4.2.3 实验所需溶液47
• 4.2.4 锰掺杂炭多孔材料的制备47-48
• 4.3 结果与讨论48-55
• 4.3.1 锰掺杂炭多孔材料制备工艺研究48-49
• 4.3.1.1 制备工艺流程图48
• 4.3.1.2 高锰酸钾浓度的影响48-49
• 4.3.2 锰掺杂炭多孔材料的结构表征49-51
• 4.3.2.1 锰掺杂炭多孔材料元素分析49
• 4.3.2.2 锰掺杂炭多孔材料结构分析49-51
• 4.3.2.3 锰掺杂炭多孔材料BET孔径研究及比表面积检测51
• 4.3.3 锰掺杂炭多孔材料吸附Ni(Ⅱ)的性能研究51-55
• 4.3.3.1 吸附时间的影响51-52
• 4.3.3.2 锰掺杂炭多孔材料对Ni(Ⅱ)的等温吸附线52-54
• 4.3.3.3 溶液pH的影响54-55
• 4.4 活化机理55
• 4.5 本章小结55-57
• 结论57-58
• 参考文献58-65
• 致谢65

，

本文编号：1076270