以城市污泥为主料制备吸附剂及其应用的研究

发布时间：2017-04-27 04:03

  本文关键词：以城市污泥为主料制备吸附剂及其应用的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着城镇化的发展，城市生活污水产量增加，与之增多的城市污泥的处理处置也备受关注，本文提出利用污泥为主料，添加含碳物质混合，用化学活化法制备含碳吸附剂，并利用其来处理亚甲基蓝和铜溶液废水。 本文研究确定以棉花壳为添加剂，污泥与棉花壳的质量配比为1:1；ZnCl2为最佳活化剂；最佳工艺条件为：原料与活化剂固液比1:1，活化剂浓度3mol/L，热解温度为400℃，活化时间2h得到吸附剂的碘吸附值为402.9842mg/g，亚甲基蓝吸附值为59.4600mg/g；最佳吸附剂的比表面积为415.04m2/g；热重分析说明ZnCl2能促进原料约13%的失重，提高了吸附剂的性能；扫描电镜分析发现吸附剂具有丰富的孔结构；红外光谱分析发现吸附剂含有C-H、C-OH、C-C、C=C等主要官能团；XRD中2θ在20°与27°时，均出现较明显的衍射峰。 最佳吸附剂处理废水表明：吸附剂对亚甲基蓝、铜吸附平衡所用时间分别为30min、120min；吸附剂对浓度为50mg/L的亚甲基蓝、铜的平衡吸附量分别为119.0476mg/g、192.3077mg/g；准二级动力学模型最能描述亚甲基蓝和铜在吸附剂上的吸附；两种等温吸附模型对亚甲基蓝和铜进行拟合，得出Langmuir吸附模型的拟合效果较好，相关系数分别为0.9988和0.9950，说明吸附剂对亚甲基蓝和铜的吸附是单分子层吸附；吸附剂对亚甲基蓝和铜的吸附活化能分别为4.66kJ/mol、29.86kJ/mol，说明吸附剂对其吸附为物理吸附。
【关键词】：城市污泥 棉花壳 氯化锌 吸附剂 废水处理
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703;O647.33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 前言9-18
• 1.1 课题背景9-12
• 1.1.1 城市污泥的概述9
• 1.1.2 污泥的性质9-10
• 1.1.3 污泥处理处置方法10-12
• 1.2 污泥制备吸附剂的研究现状12-14
• 1.2.1 碳化法12
• 1.2.2 物理活化法12
• 1.2.3 化学活化法12-13
• 1.2.4 其他方法13-14
• 1.3 污泥吸附剂在处理废水中的应用14-15
• 1.3.1 吸附去除染料废水14
• 1.3.2 吸附去除金属离子14
• 1.3.3 吸附去除苯14-15
• 1.3.4 吸附去除硫化氢15
• 1.4 含碳添加剂15-16
• 1.5 课题研究的意义及内容16-18
• 1.5.1 课题意义16
• 1.5.2 课题研究的内容16-17
• 1.5.3 技术路线图17-18
• 第2章 材料与方法18-31
• 2.1 研究所用的材料18
• 2.1.1 材料及预处理18
• 2.1.2 模拟废水18
• 2.2 仪器与试剂18-20
• 2.3 研究方法20-21
• 2.3.1 吸附剂的制备20-21
• 2.3.2 吸附实验21
• 2.4 测定项目与方法21-26
• 2.4.1 污泥测定方法22-23
• 2.4.2 吸附剂测定23-26
• 2.4.3 废水测定26
• 2.5 吸附实验的方法26-31
• 2.5.1 吸附效果的评价方式26-27
• 2.5.2 吸附动力学方程27-28
• 2.5.3 吸附等温线28-30
• 2.5.4 吸附活化能30-31
• 第3章 吸附剂的制备31-48
• 3.1 材料成分分析32-33
• 3.2 添加剂作用与对比33-34
• 3.3 不同活化剂分析34
• 3.4 棉花壳含量对吸附剂性能的影响34-35
• 3.5 单因素研究35-40
• 3.5.1 浸渍时间的影响36
• 3.5.2 热解温度的影响36-37
• 3.5.3 氯化锌浓度的影响37-38
• 3.5.4 固液比的影响38
• 3.5.5 活化时间的影响38-39
• 3.5.6 酸洗的影响39-40
• 3.6 正交试验研究40-41
• 3.7 吸附剂的表征41-46
• 3.7.1 比表面积分析41-43
• 3.7.2 扫面电镜分析43-44
• 3.7.3 红外光谱分析44
• 3.7.4 热重分析44-45
• 3.7.5 XRD 分析45-46
• 3.8 吸附剂浸出重金属分析46
• 3.9 本章小结46-48
• 第4章 吸附剂处理废水的研究48-66
• 4.1 吸附剂处理亚甲基蓝废水48-53
• 4.1.1 标准曲线的绘制48-50
• 4.1.2 吸附平衡时间的研究50-51
• 4.1.3 pH 对吸附效果的影响51
• 4.1.4 投加量对吸附效果的影响51-52
• 4.1.5 亚甲基蓝初始浓度对吸附效果的影响52-53
• 4.2 吸附亚甲基蓝的吸附机理分析53-57
• 4.2.1 吸附等温线的分析53-54
• 4.2.2 吸附动力学的研究54-56
• 4.2.3 吸附活化能分析56-57
• 4.3 吸附亚甲基蓝的吸附剂解吸与再生57
• 4.4 吸附铜的条件实验57-61
• 4.4.1 吸附平衡时间的研究58
• 4.4.2 pH 对吸附效果的影响58-59
• 4.4.3 投加量对吸附效果的影响59-60
• 4.4.4 铜溶液初始浓度对吸附效果的影响60-61
• 4.5 吸附铜的吸附机理分析61-64
• 4.5.1 吸附等温线的分析61-62
• 4.5.2 吸附动力学的研究62-64
• 4.5.3 吸附活化能的分析64
• 4.6 吸附铜的吸附剂解吸与再生64-65
• 4.7 本章小结65-66
• 第5章 结论与展望66-68
• 5.1 结论66-67
• 5.2 不足与建议67
• 5.3 创新点67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-74
• 附录 1 攻读硕士学位期间发表的论文74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 谈勇;杨伟宏;;污泥填埋对邻近水域水质的影响研究[J];滁州学院学报;2009年01期

2 万洪云;利用活性污泥制造活性炭的研究[J];干旱环境监测;2000年04期

3 郭广慧;杨军;陈同斌;郑国砥;高定;宋波;杜伟;;中国城市污泥的有机质和养分含量及其变化趋势[J];中国给水排水;2009年13期

4 方琳;赵绪新;赵娟;田禹;;微波法制备污泥吸附剂的性能优化研究[J];中国给水排水;2009年15期

5 邓林煜;许国仁;李圭白;;污水处理厂污泥制作吸附剂的方法及应用[J];中国给水排水;2010年13期

6 刘宝河;孟冠华;陶冬民;郑俊;;污泥吸附剂的制备及其对亚甲基蓝的去除研究[J];中国给水排水;2012年23期

7 廖姣姣;羊依金;丁文涛;毛家丽;;污泥吸附剂制备的研究[J];成都信息工程学院学报;2013年03期

8 李娟英;陈洁芸;沈燕萍;石恺柘;郑健;柯友章;何培民;;污水污泥及其浸出液重金属污染的化学分析与评价[J];安全与环境学报;2013年03期

9 郑继忠;孙宾宾;;红外光谱及其在甲壳素化学研究领域的应用[J];广州化工;2014年01期

10 袁春燕;王鹏;潘维倩;;微波诱导热解污泥制备吸附剂的研究[J];哈尔滨工业大学学报;2008年04期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 周烈兴;活性炭吸附处理苯和甲苯气体的性能及机理研究[D];昆明理工大学;2011年

2 邵瑞华;泥质活性炭的制备及污泥热解动力学研究[D];西安建筑科技大学;2011年

  本文关键词：以城市污泥为主料制备吸附剂及其应用的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：329844