虾壳和松树皮吸附去除水中三价铬的研究

发布时间：2017-10-06 01:37

  本文关键词：虾壳和松树皮吸附去除水中三价铬的研究

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【摘要】：由于重金属造成的水资源污染日益成为全球关注的问题,工业化迅速发展带来的污染物去除问题日益增长。有毒重金属排放到水体引发严重的水体污染,导致供水质量受到威胁,这些金属的不可降解性和毒性会对动植物构成严重的健康危害。本文用纯天然废弃物虾壳和松树皮做吸附剂,生物吸附法去除含铬废水,开展了静态吸附和动态吸附实验,测定水中三价铬离子的去除效果,为废水中的铬去除提供新参考。结果如下：通过静态吸附实验研究水中Cr~(3+)的去除率,研究发现当废水中Cr~(3+)浓度为20 mg/L,溶液pH为5.0,虾壳加入量为2.0 g/L,反应时间为120min时,虾壳对溶液中Cr~(3+)的去除率达到97.35%；当初始浓度为20 mg/L在溶液pH为5.0,吸附温度为30℃,松树皮加入量为3.0g/L,反应时间为150 min条件下,松树皮对溶液中Cr~(3+)的吸附率可达到80.48%。研究了盐离子浓度对虾壳和松树皮吸附的影响,发现共存盐离子浓度过高会降低三价铬的去除率。虾壳和松树皮对溶液中三价铬的吸附为吸热反应,虾壳吸附三价铬溶液时Freundlich等温吸附方程拟合效果更好,松树皮吸附三价铬溶液时Langmuir等温吸附方程拟合效果更好。虾壳和松树皮对溶液中三价铬的吸附均可以由伪二级动力学方程很好的描述,(相关系数R20.99)。对虾壳和松树皮做了傅里叶红外、扫描电镜、能谱和分散性实验,表面基团、结构特征和亲水性都表明虾壳和松树皮对三价铬来说是良好的吸附剂。研究虾壳动态吸附三价铬溶液过程,柱高,流速,初始浓度不同时,三价铬溶液对虾壳的穿透时间。其他条件不发生变化时,穿透时间越长说明虾壳对三价铬溶液的吸附量越大。对虾壳和松树皮动态吸附实验结果进行Thomas模型和BDST模型拟合,得到动态吸附速率常数、动态吸附平衡量；不同吸附柱高度、三价铬溶液初始浓度条件下穿透时间预测值(t预测)与理论值相差不大,具有实际应用意义。对动态吸附后的虾壳进行三次解吸再生,结果表明虾壳有非常好的再生性,二次、三次吸附效果与第一次吸附相差不大。
【关键词】：虾壳 松树皮 含铬废水 吸附
【学位授予单位】：北京化工大学
【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
• ABSTRACT7-16
• 第一章 绪论16-28
• 1.1 研究背景16
• 1.2 含铬废水来源16-17
• 1.2.1 重金属铬存在形式及其危害16-17
• 1.2.2 含铬废水的来源17
• 1.3 含铬废水去除工艺17-20
• 1.3.1 化学沉淀法18
• 1.3.2 电絮凝法18
• 1.3.3 离子交换法18-19
• 1.3.4 膜技术19
• 1.3.5 活性炭吸附法19-20
• 1.3.6 生物吸附法20
• 1.4 吸附剂的选择20-21
• 1.5 吸附处理方式21-24
• 1.5.1 静态吸附21-23
• 1.5.2 动态吸附23
• 1.5.3 解吸23-24
• 1.6 本课题研究的意义及内容24-28
• 1.6.1 研究意义24-25
• 1.6.2 研究目的和内容25
• 1.6.3 技术路线25-28
• 第二章 虾壳和松树皮静态吸附去除水中Cr~(3+)研究28-38
• 2.1 引言28
• 2.2 材料与方法28-30
• 2.2.1 试剂与仪器28-29
• 2.2.2 虾壳和松树皮的预处理29
• 2.2.3 Cr(Ⅲ)的分析方法29-30
• 2.2.4 虾壳和松树皮去除水中三价铬实验条件优化30
• 2.3 结果与讨论30-37
• 2.3.1 吸附接触时间对虾壳和松树皮去除溶液中Cr~(3+)效果的影响30-31
• 2.3.2 虾壳和松树皮用量对三价铬溶液吸附效果的影响31-33
• 2.3.3 初始pH值对吸附效果的影响33-34
• 2.3.4 初始浓度对吸附速率(dqt/dt)的影响34-35
• 2.3.5 溶液温度对虾壳和松树皮平衡吸附量35-37
• 2.3.6 溶液中钠离子对吸附剂吸附效果的影响37
• 2.4 本章小结37-38
• 第三章 虾壳和松树皮吸附去除水中Cr~(3+)机理探讨38-56
• 3.1 引言38
• 3.2 材料与方法38-39
• 3.2.1 试剂与仪器38
• 3.2.2 等温吸附方程38
• 3.2.3 吸附动力学分析38-39
• 3.2.4 吸附热力学分析39
• 3.2.5 傅里叶变换红外光谱(FTIR)39
• 3.2.6 扫面电镜(SEM)分析39
• 3.3 结果与讨论39-54
• 3.3.1 等温吸附方程拟合39-42
• 3.3.2 吸附动力学方程42-49
• 3.3.3 吸附热力学分析49-50
• 3.3.4 虾壳和松树皮的FTIR分析50-51
• 3.3.5 虾壳和松树皮扫描电镜SEM51-52
• 3.3.6 虾壳和松树皮的能谱EDS分析52-54
• 3.3.7 虾壳和松树皮在水中的分散性54
• 3.4 本章小结54-56
• 第四章 虾壳对三价铬溶液的动态吸附过程研究56-70
• 4.1 引言56
• 4.2 材料与方法56-58
• 4.2.1 实验试剂化学试剂56-57
• 4.2.2 实验装置图57-58
• 4.3 虾壳动态吸附三价铬溶液实验研究58-59
• 4.4 结果与讨论59-66
• 4.4.1 柱高对虾壳动态吸附三价铬穿透曲线的影响59-60
• 4.4.2 流速对虾壳动态吸附三价铬穿透曲线的影响60-62
• 4.4.3 溶液初始浓度对虾壳动态吸附三价铬穿透曲线的影响62-63
• 4.4.4 Thomas模型分析63-65
• 4.4.5 BDST模型分析65-66
• 4.5 虾壳解吸再生实验66-68
• 4.6 本章小结68-70
• 第五章 结论与建议70-72
• 5.1 结论70-71
• 5.2 建议71-72
• 参考文献72-78
• 致谢78-80
• 导师及作者简介80-82
• 附件82-83

【参考文献】

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