凹凸棒粘土的有机改性及其在养殖废水中的应用

发布时间：2017-04-14 17:07

  本文关键词：凹凸棒粘土的有机改性及其在养殖废水中的应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：天然凹凸棒粘土是一种具有层状链结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物,具有比表面积大、阳离子交换能力等优点,在水处理中表现出较好的吸附性能。有机改性凹凸棒粘土的疏水性增强,对有机物的吸附能力显著增强。凹凸棒粘土相较于活性炭等传统吸附材料,具有投加量小、pH适用范围广、效率高等特点,是一种价格低廉的废水处理剂。随着我国畜禽养殖业的发展,畜禽粪污产量迅速提高,为了治疗和预防动物疾病以及促进动物生长,四环素类抗生素长期以来被广泛应用于畜禽养殖业中,传统的废水处理方法很难满足这种高有机物、抗生素废水处理的需要,导致养殖场区周边土壤、水体及空气的污染,严重制约了养殖业的可持续发展。本文以开发高性能凹凸棒粘土吸附材料为目的,研究制备了两种新型材料——十二烷基二甲基甜菜碱改性凹凸棒粘土、十六烷基三甲基溴化铵改性凹凸棒粘土。采用SEM、FT-IR、XRD、TG-DSC等分析方法比较凹凸棒粘土改性前后的结构变化,研究其改性机理;通过静态吸附试验,考察了体系pH、吸附剂投加量、离子强度等对吸附过程的影响。实验结果表明:两种改性剂成功结合到了凹凸棒粘土表面,有机改性凹凸棒粘土的晶体结构未发生改变,但对有机污染物的吸附能力显著高于原土。两性和阳离子改性凹凸棒粘土吸附有机污染物的最佳参数:修饰比例为100%,吸附剂浓度为16 g·L-1,pH=4(阳离子改性为6),对猪粪废水中COD的去除率分别达到88%和92%,吸附量分别达到79 mg·g-1和82mg·g-1。吸附过程均符合二级动力学模型(R20.998),两性和阳离子改性凹凸棒粘土对有机物的吸附分别符合Freundlich和Langmuir等温式。CTMAB-ATP土对3种四环素类抗生素的吸附量随着溶液pH的增加而增加;随着吸附剂浓度的增大而减小;随着离子强度的增加呈现缓慢减小的趋势。CTMAB-ATP对TC、OTC、CTC的吸附过程均符合二级动力学模型(R20.998),吸附等温线较好的符合Langmuir等温式。有机改性凹凸棒粘土适用于有机废水的处理,其沉降性能良好,这使其作为一种吸附剂用于实际养殖废水的处理成为可能。
【关键词】：有机改性 凹凸棒粘土 吸附 有机污染物 四环素
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X713
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 凹凸棒粘土的简介10-12
• 1.1.1 凹凸棒粘土的基本特征10
• 1.1.2 凹凸棒粘土的性质及应用10-12
• 1.2 凹凸棒粘土的改性12-14
• 1.2.1 凹凸棒粘土的热处理法12
• 1.2.2 凹凸棒粘土的酸改性法12-13
• 1.2.3 凹凸棒粘土的有机改性13-14
• 1.3 养殖废水排放现状14-18
• 1.3.1 养殖废水特性14
• 1.3.2 养殖废水的危害14-16
• 1.3.3 养殖废水常用的处理方法16-18
• 1.4 研究目的及意义18
• 1.5 研究内容18-20
• 第二章 实验材料与方法20-23
• 2.1 实验材料20-21
• 2.1.1 废水来源及水质20
• 2.1.2 实验试剂20-21
• 2.1.3 实验仪器21
• 2.2 分析方法21
• 2.3 数据处理21-23
• 第三章 凹凸棒粘土的有机改性23-29
• 3.1 试验方法23-24
• 3.1.1 CTMAB-ATP和(BS-12)-ATP的制备23
• 3.1.2 CTMAB-ATP和(BS-12)-ATP的表征23-24
• 3.1.3 分析方法24
• 3.2 结果与讨论24-28
• 3.2.1 SEM分析24-25
• 3.2.2 XRD分析25-26
• 3.2.3 FT-IR分析26-27
• 3.2.4 TG-DSC分析27-28
• 3.3 本章小结28-29
• 第四章 有机改性凹凸棒粘土对养猪废水中有机物的吸附研究29-39
• 4.1 材料与方法29-30
• 4.1.1 实验材料29
• 4.1.2 试验方法29-30
• 4.2 结果与讨论30-37
• 4.2.1 影响因素试验30-33
• 4.2.2 吸附动力学试验33-35
• 4.2.3 吸附等温线试验35-37
• 4.3 有机改性凹凸棒粘土吸附有机污染物机制的初步探讨37-38
• 4.4 本章小结38-39
• 第五章 有机改性凹凸棒粘土对四环素类抗生素的吸附研究39-49
• 5.1 材料与方法39-41
• 5.1.1 药品和试剂39
• 5.1.2 药液配制39-40
• 5.1.3 试验方法40-41
• 5.1.4 测定指标41
• 5.1.5 数据处理41
• 5.2 结果与讨论41-48
• 5.2.1 pH对四环素类抗生素吸附的影响41-42
• 5.2.2 吸附剂投加量对四环素类抗生素吸附的影响42-43
• 5.2.3 离子强度对四环素类抗生素吸附的影响43
• 5.2.4 吸附动力学试验43-45
• 5.2.5 吸附等温线试验45-48
• 5.4 本章小结48-49
• 第六章 研究结论与展望49-51
• 6.1 研究结论49-50
• 6.2 研究展望50-51
• 参考文献51-56
• 致谢56-57
• 作者简介57

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘小华;钱树云;;凹凸棒粘土的开发应用现状[J];化工矿物与加工;2007年12期

2 张煜;杨成武;曹建新;赵领;刘延友;陈肖;;凹凸棒粘土的吸附特性及应用研究进展[J];现代机械;2009年03期

3 陶玲;任s

本文编号：306443