树脂基纳米复合材料深度处理重金属废水的研究

发布时间：2017-04-18 14:07

  本文关键词：树脂基纳米复合材料深度处理重金属废水的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于近年来国家对重金属废水排放标准要求越来越严格,重金属废水的深度处理逐渐成为未来污水治理的趋势。这就需要我们开发吸附选择性更高、成本更低的工艺技术。本文通过静态、动态和再生试验探究了HFO-D201对As(Ⅲ)选择性吸附性能和HMO-D001、HMO-N001对Pb(Ⅱ)选择性吸附性能。(1)本文采用原位置换-碱化法制备了HFO-D201复合材料。当温度为298K时,HFO-D201对As(Ⅲ)的静态饱和吸附容量为43mg/g。模拟某有色金属矿废水含As(Ⅲ)浓度为400μg/L左右,平均流速为21.5m/h,以As(Ⅲ)含量小于50μg/L为标准,HFO-D201对As(Ⅲ)的动态吸附容量为1092mg/L。HFO-D201吸附As(Ⅲ)的最佳pH值范围为7-8;原水As(Ⅲ)浓度是影响吸附的重要因素,原水As(Ⅲ)浓度越大穿透越快;由于HFO-D201上的水合氧化铁与亚砷酸盐特定的内配合作用,即使溶液中共存有高浓度的SO42-、Cl-,HFO-D201对As(Ⅲ)仍然具有较高的去除率。采用NaOH-NaCl溶液(方法一)再生失效的HFO-D201吸附柱,当浓度为8%时,再生效果最好;使用0.5mol/LFeCl3-2mol/LNaCl-4mol/LHCl溶液和8%NaOH-4%NaCl溶液(方法二)多次再生度可以达到92%。(2)采用原位沉淀-空气氧化法制备了HMO-D001和HMO-N001两种复合材料。313K时,HMO-D001、HMO-N001对Pb(Ⅱ)的饱和吸附容量分别为370.37mg/g、384.62mg/g,并且吸附过程都符合Langmuir吸附模型和准一级动力学,回归系数R20.99,最佳pH都在4.4左右。以Pb(Ⅱ)浓度小于50μg/L为标准,当pH为6.13时,HMO-D001、HMO-N001对Pb(Ⅱ)处理的过流体积比分别为65500BV、67660BV,远远高于D001、N001。采用16%NaAc20%HAc作为第一阶段再生剂,0.5mol/LNaOH作为第二阶段再生剂可以对失效的HMO-D001、HMO-N001吸附柱进行有效再生。(3)采用HMO-D001吸附柱和HFO-D201吸附柱串联工艺对某有色金属矿厂重金属废水(As(Ⅲ)和Pb(Ⅱ))进行深度处理,实验结果表明该串联工艺可以有效地去除废水中的As(Ⅲ)和Pb(Ⅱ),出水可以满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类标准(As0.05mg/L,Pb0.05mg/L)。
【关键词】：重金属废水 树脂基纳米复合材料 深度处理 再生
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-26
• 1.1 研究背景12-21
• 1.1.1 课题背景及意义12-13
• 1.1.2 砷、铅类物质存在形态及危害13-19
• 1.1.3 砷、铅类重金属废水处理技术方法19-21
• 1.2 树脂基纳米复合材料研究概况21-23
• 1.2.1 纳米材料处理重金属废水研究概况21-22
• 1.2.2 树脂基纳米材料处理重金属废水研究概况22-23
• 1.3 研究目的、内容及技术路线23-26
• 1.3.1 研究目的23-24
• 1.3.2 研究内容24-25
• 1.3.3 研究技术路线25-26
• 第2章 实验装置与方法26-42
• 2.1 实验试剂及仪器26-27
• 2.2 实验方法27-35
• 2.2.1 树脂基水合氧化铁复合材料的制备27-28
• 2.2.2 除砷静态吸附实验28-29
• 2.2.3 除砷动态吸附实验29-31
• 2.2.4 除砷再生实验31
• 2.2.5 树脂基水合氧化铁复合材料的制备31-32
• 2.2.6 除铅静态吸附实验32-33
• 2.2.7 除铅动态吸附实验33-34
• 2.2.8 除铅再生实验34-35
• 2.3 分析方法35-38
• 2.3.1 SEM表征35
• 2.3.2 重金属分析35-38
• 2.4 吸附模型38-42
• 2.4.1 吸附等温模型38-40
• 2.4.2 吸附动力学模型40-42
• 第3章 树脂基水合氧化铁复合材料对水中As(Ⅲ)去除性能研究42-54
• 3.1 树脂基水合氧化铁的表征及吸附机理初探42-45
• 3.1.1 树脂基水合氧化铁的表征42-43
• 3.1.2 吸附机理初探43-45
• 3.2 静态吸附结果45-46
• 3.3 温度对静态吸附的影响46-47
• 3.4 动态吸附47
• 3.5 pH对动态吸附性能的影响47-48
• 3.6 流速对动态吸附性能的影响48-49
• 3.7 As(Ⅲ)浓度对动态吸附的影响49
• 3.8 竞争离子对动态吸附的影响49-51
• 3.9 固定床再生试验51-52
• 3.10 本章小结52-54
• 第4章 树脂基水合氧化锰复合材料对水中Pb(Ⅱ)去除性能研究54-69
• 4.1 树脂基水和氧化锰复合材料的制备及表征54-55
• 4.2 静态吸附结果55-62
• 4.2.1 pH对吸附的影响55-56
• 4.2.2 吸附等温线56-58
• 4.2.3 吸附动力学58-60
• 4.2.4 竞争阳离子对吸附的影响60-62
• 4.3 动态吸附结果62-65
• 4.3.1 动态吸附容量62-63
• 4.3.2 动态pH对吸附容量的影响63-64
• 4.3.3 竞争阳离子对吸附容量的影响64-65
• 4.4 再生实验结果65-68
• 4.4.1 筛选再生剂种类65
• 4.4.2 静态反复再生65-66
• 4.4.3 使用酸一碱二程序静态再生66-67
• 4.4.4 动态反复再生67-68
• 4.5 本章小结68-69
• 第5章 树脂基纳米复合材料处理重金属废水的应用研究69-73
• 5.1 工程简介69
• 5.2 工艺流程69
• 5.3 工艺参数69-71
• 5.4 深度处理小试结果71-72
• 5.5 本章小结72-73
• 第6章 结论与展望73-75
• 6.1 结论73-74
• 6.2 展望74-75
• 致谢75-76
• 作者简介76
• 攻读硕士学位期间发表的论文76
• 攻读硕士学位期间参加科研项目76-77
• 参考文献77-83

【参考文献】

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本文编号：315043