废麦糟生物吸附剂深度净化水体中砷、镉的研究
发布时间：2023-03-20 00:02
重金属废水排放不仅造成资源浪费,而且已成为饮用水源最大的安全隐患之一,其治理一直是世界环保领域的重大课题。目前,重金属废水的处理一般采用传统的石灰中和沉淀等化学法及离子交换、活性炭吸附等物理化学法,存在难以实现深度净化或成本过高等不足;另外,目前我国废麦糟年产量已达1000多万t,大多堆存处置,造成严重污染。因此,开展重金属废水深度净化及废麦糟综合利用等相关研究对保护环境具有重要意义。 基于生物吸附法快速、经济、不可逆、环境友好等特性以及废麦糟量大易得的特点,同时为了顺应我国于2007年7月1日起在全国范围实施的新的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2005),即将饮用水砷标准从0.05 mg/L降低到0.01 mg/L,镉的标准为0.005 mg/L。本课题选择废麦糟作为生物吸附剂的原料,以工业废水中具有代表性的阴离子砷(Ⅲ,Ⅴ)及阳离子镉(Ⅱ)为处理对象,提出了“废麦糟生物吸附剂深度净化水体中砷、镉”新思路,系统研究了生物吸附剂处理工艺参数及净化机理;突破了传统工艺处理过程需将As(Ⅲ)氧化成As(Ⅴ)再进行处理的技术瓶颈,实现了高效净化脱除水中砷、镉离子的目标。 研究了废麦糟...
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
前言
第一章 文献综述
1.1 砷、镉在水体中的污染现状
1.1.1 水体中砷的来源
1.1.2 水体中砷的毒害性
1.1.3 砷在水体中的污染现状
1.1.4 水体中镉的来源及其毒害性
1.1.5 镉在水体中的污染现状
1.2 水体中砷、镉污染的治理现状
1.2.1 化学沉淀
1.2.2 离子交换
1.2.3 膜分离
1.2.4 电解法
1.2.5 氧化法
1.2.6 活体生物法
1.2.7 吸附法
1.3 砷、镉污染治理的发展趋势
1.4 废生物吸附材料治理重金属废水的应用
1.4.1 死生物体
1.4.2 树皮和其他富含丹宁物质
1.4.3 废麦糟
1.5 本课题研究意义及内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 主要研究内容和采取的研究方法
第二章 废麦糟生物吸附剂的结构表征
2.1 引言
2.2 废麦糟的形貌表征
2.3 废麦糟表面的普通物理化学特性
2.4 废麦糟的电荷表征及其酸碱特性
2.5 元素分析(ICP)
2.6 纤维素、半纤维素以及木质素的含量测定
2.7 能谱分析
2.8 红外光谱分析
2.9 小结
第三章 废麦糟生物吸附剂深度净化砷的行为研究
3.1 引言
3.2 水体中砷的形态分布
3.3 实验部分
3.3.1 实验试剂
3.3.2 静态吸附实验
3.3.3 实验方法
3.4 实验工艺条件与影响因素
3.4.1 改性剂对废麦糟净化吸附性能的影响
3.4.2 酸碱度对废麦糟吸附性能的影响
3.4.3 废麦糟粒度及投加量的影响
3.4.4 溶液初始浓度及反应温度的影响
3.5 废麦糟液相吸附砷的行为剖析
3.5.1 吸附模型的建立
3.5.2 吸附热力学行为
3.6 废麦糟深度净化砷的机理研究
3.6.1 傅立叶红外变换光谱(FTIR)分析
3.6.2 物相分析
3.6.3 能谱及电镜分析
3.7 小结
第四章 废麦糟生物吸附剂深度净化镉的行为研究
4.1 引言
4.2 水体中镉的形态分布
4.2.1 pH对Cd(Ⅱ)离子羟基配位平衡的影响
4.2.2 pH对Cd(Ⅱ)离子形成羟合配离子形态的影响
4.3 实验部分
4.3.1 实验试剂
4.3.2 静态吸附实验
4.3.3 实验方法
4.4 工艺条件与影响因素
4.4.1 改性剂的影响
4.4.2 pH值的影响
4.4.3 废麦糟生物吸附剂粒度及投加量的影响
4.4.4 溶液初始浓度及反应温度的影响
4.5 废麦糟深度净化镉的行为剖析
4.5.1 吸附模型的建立
4.5.2 吸附热力学行为
4.6 废麦糟深度净化镉的机理研究
4.6.1 表面配合作用
4.6.2 氢氧化物沉淀作用
4.7 小结
第五章 废麦糟生物吸附剂深度净化砷、镉的动力学研究
5.1 引言
5.2 控制步骤性质的确定
5.2.1 表观吸附动力学
5.2.2 微观吸附动力学
5.2.3 吸附动力学模型
5.2.4 反应时间对废麦糟净化性能的影响
5.2.5 吸附动力学行为
5.3 废麦糟生物吸附剂的动态吸附性能
5.3.1 实验装置及试验方法
5.3.2 废麦糟净化效果与流速的关系
5.3.3 废麦糟净化效果与初始浓度的关系
5.3.4 废麦糟净化效果与吸附床高度的关系
5.4 动态吸附穿透曲线的数学模拟
5.4.1 吸附模型的建立
5.4.2 模型方程的数值求解
5.4.3 穿透曲线模拟结果与分析
5.5 小结
第六章 废麦糟生物吸附剂的砷、镉解吸及其循环利用
6.1 引言
6.2 砷、镉在废麦糟上的解吸特征研究
6.2.1 解吸剂及其浓度对解吸率的影响
6.2.2 反应温度对解吸率的影响
6.3 废麦糟生物吸附剂的再生及循环利用
6.3.1 废麦糟生物吸附剂的静态吸附、解吸和再生
6.3.2 麦糟柱动态解吸、再生及其循环利用
6.4 小结
第七章 废麦糟生物吸附剂处理砷、镉实际废水的工艺
7.1 引言
7.2 其它阴、阳离子的影响
7.2.1 离子强度的影响
7.2.2 其它共存阴离子的影响
7.2.3 其它共存阳离子的影响
7.3 砷、镉离子共存的行为
7.4 砷、镉实际废水处理效果
7.4.1 实验方法
7.4.2 静态吸附性能实验
7.4.3 废麦糟的动态吸附性能
7.4.4 毒性特征浸取试验
7.5 小结
第八章 结论与展望
8.1 主要结果与结论
8.2 论文的创新点
8.3 问题与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间主要的研究成果
本文编号：3766265
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
前言
第一章 文献综述
1.1 砷、镉在水体中的污染现状
1.1.1 水体中砷的来源
1.1.2 水体中砷的毒害性
1.1.3 砷在水体中的污染现状
1.1.4 水体中镉的来源及其毒害性
1.1.5 镉在水体中的污染现状
1.2 水体中砷、镉污染的治理现状
1.2.1 化学沉淀
1.2.2 离子交换
1.2.3 膜分离
1.2.4 电解法
1.2.5 氧化法
1.2.6 活体生物法
1.2.7 吸附法
1.3 砷、镉污染治理的发展趋势
1.4 废生物吸附材料治理重金属废水的应用
1.4.1 死生物体
1.4.2 树皮和其他富含丹宁物质
1.4.3 废麦糟
1.5 本课题研究意义及内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 主要研究内容和采取的研究方法
第二章 废麦糟生物吸附剂的结构表征
2.1 引言
2.2 废麦糟的形貌表征
2.3 废麦糟表面的普通物理化学特性
2.4 废麦糟的电荷表征及其酸碱特性
2.5 元素分析(ICP)
2.6 纤维素、半纤维素以及木质素的含量测定
2.7 能谱分析
2.8 红外光谱分析
2.9 小结
第三章 废麦糟生物吸附剂深度净化砷的行为研究
3.1 引言
3.2 水体中砷的形态分布
3.3 实验部分
3.3.1 实验试剂
3.3.2 静态吸附实验
3.3.3 实验方法
3.4 实验工艺条件与影响因素
3.4.1 改性剂对废麦糟净化吸附性能的影响
3.4.2 酸碱度对废麦糟吸附性能的影响
3.4.3 废麦糟粒度及投加量的影响
3.4.4 溶液初始浓度及反应温度的影响
3.5 废麦糟液相吸附砷的行为剖析
3.5.1 吸附模型的建立
3.5.2 吸附热力学行为
3.6 废麦糟深度净化砷的机理研究
3.6.1 傅立叶红外变换光谱(FTIR)分析
3.6.2 物相分析
3.6.3 能谱及电镜分析
3.7 小结
第四章 废麦糟生物吸附剂深度净化镉的行为研究
4.1 引言
4.2 水体中镉的形态分布
4.2.1 pH对Cd(Ⅱ)离子羟基配位平衡的影响
4.2.2 pH对Cd(Ⅱ)离子形成羟合配离子形态的影响
4.3 实验部分
4.3.1 实验试剂
4.3.2 静态吸附实验
4.3.3 实验方法
4.4 工艺条件与影响因素
4.4.1 改性剂的影响
4.4.2 pH值的影响
4.4.3 废麦糟生物吸附剂粒度及投加量的影响
4.4.4 溶液初始浓度及反应温度的影响
4.5 废麦糟深度净化镉的行为剖析
4.5.1 吸附模型的建立
4.5.2 吸附热力学行为
4.6 废麦糟深度净化镉的机理研究
4.6.1 表面配合作用
4.6.2 氢氧化物沉淀作用
4.7 小结
第五章 废麦糟生物吸附剂深度净化砷、镉的动力学研究
5.1 引言
5.2 控制步骤性质的确定
5.2.1 表观吸附动力学
5.2.2 微观吸附动力学
5.2.3 吸附动力学模型
5.2.4 反应时间对废麦糟净化性能的影响
5.2.5 吸附动力学行为
5.3 废麦糟生物吸附剂的动态吸附性能
5.3.1 实验装置及试验方法
5.3.2 废麦糟净化效果与流速的关系
5.3.3 废麦糟净化效果与初始浓度的关系
5.3.4 废麦糟净化效果与吸附床高度的关系
5.4 动态吸附穿透曲线的数学模拟
5.4.1 吸附模型的建立
5.4.2 模型方程的数值求解
5.4.3 穿透曲线模拟结果与分析
5.5 小结
第六章 废麦糟生物吸附剂的砷、镉解吸及其循环利用
6.1 引言
6.2 砷、镉在废麦糟上的解吸特征研究
6.2.1 解吸剂及其浓度对解吸率的影响
6.2.2 反应温度对解吸率的影响
6.3 废麦糟生物吸附剂的再生及循环利用
6.3.1 废麦糟生物吸附剂的静态吸附、解吸和再生
6.3.2 麦糟柱动态解吸、再生及其循环利用
6.4 小结
第七章 废麦糟生物吸附剂处理砷、镉实际废水的工艺
7.1 引言
7.2 其它阴、阳离子的影响
7.2.1 离子强度的影响
7.2.2 其它共存阴离子的影响
7.2.3 其它共存阳离子的影响
7.3 砷、镉离子共存的行为
7.4 砷、镉实际废水处理效果
7.4.1 实验方法
7.4.2 静态吸附性能实验
7.4.3 废麦糟的动态吸附性能
7.4.4 毒性特征浸取试验
7.5 小结
第八章 结论与展望
8.1 主要结果与结论
8.2 论文的创新点
8.3 问题与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间主要的研究成果
本文编号：3766265
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3766265.html
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