米糠和小麦壳及其改性材料处理镉污染废水的研究

发布时间：2025-01-06 05:30

　　本研究从农业废弃物资源化再利用出发,以米糠和小麦壳为原料,使用氢氧化钠、高锰酸钾及二者联合对其进行改性,获得对重金属镉具有高效吸附性能的生物吸附剂。通过单因素静态和动态吸附实验系统研究了吸附剂用量、溶液初始浓度、初始pH、接触反应时间、共存离子和温度对吸附效果的影响；对改性工艺中氢氧化钠浓度、高锰酸钾浓度、改性时间和高锰酸钾改性固液比进行了优化；在此基础上利用扫描电镜、红外光谱表征结合动力学和吸附等温线分析,对改性和吸附机理进行了初步探讨。(1)单因素静态吸附实验研究表明,初始pH在2以下时,吸附量很小,pH在2-4范围内时吸附量迅速增大,pH在4-8时吸附量变化较小：各种吸附材料均在4h内达到吸附平衡；当溶液中存在Na+和Ca2+时,会对各种吸附材料的吸附性能产生影响,Ca2+存在产生的影响大于Na+；温度升高有利于吸附的进行。动态吸附影响因素研究结果与静态吸附相似。(2)在镉溶液初始浓度为50-200mg/1,初始pH控制为6.5左右,温度为25℃,设定转速为130r/min,振荡吸附4小时,材料的最大吸附量分别为：氢氧化钠-高锰酸钾联合改性米糠(28.33mg/g)>高锰酸钾...

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 文献综述
    1.1 研究背景
        1.1.1 水污染现状
        1.1.2 镉污染途径及现状
        1.1.3 镉污染的危害及治理的必要性
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 水体镉污染修复技术
        1.2.2 农业废弃物应用于重金属污染修复研究进展
        1.2.3 米糠作为吸附剂应用研究现状
        1.2.4 小麦壳作为吸附剂应用研究现状
        1.2.5 生物吸附剂吸附机理
    1.3 现存的主要问题
    1.4 本文研究目的及意义
    1.5 本文总体研究思路
    1.6 研究主要内容
    1.7 技术路线
2 材料与方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 供试材料
        2.1.2 供试化学试剂
        2.1.3 供试主要仪器
        2.1.4 试验装置
    2.2 试验方法
        2.2.1 米糠预处理及其改性方法
        2.2.2 小麦壳预处理及其改性方法
        2.2.3 模拟镉污染废水的配制
        2.2.4 静态吸附实验步骤
        2.2.5 动态吸附实验步骤
    2.3 测定与分析方法
        2.3.1 镉溶液浓度的测定分析方法
        2.3.2 原材料理化性质的测定分析方法
        2.3.3 扫描电镜分析
        2.3.4 红外光谱测定
    2.4 数据分析
3 结果讨论与分析
    3.1 吸附剂的理化性质
        3.1.1 吸附剂的理化性质
        3.1.2 KMnO₄改性吸附剂的Mn残留
    3.2 静态吸附影响因素研究
        3.2.1 不同改性方法的吸附效果研究
        3.2.2 米糠及其改性材料静态吸附实验影响因素研究
        3.2.3 小麦壳及其改性材料静态吸附实验影响因素研究
    3.3 动态吸附实验影响因素研究
        3.3.1 吸附剂量
        3.3.2 流速
        3.3.3 初始浓度
        3.3.4 初始pH
        3.3.5 共存离子
        3.3.6 不同吸附材料
    3.4 米糠和小麦壳改性工艺优化
        3.4.1 氢氧化钠浓度
        3.4.2 高锰酸钾浓度
        3.4.3 改性处理时间
        3.4.4 固液比
4 吸附机理探讨
    4.1 扫描电镜对比
        4.1.1 米糠改性前后扫描电镜图片对比
        4.1.2 小麦壳改性前后扫描电镜图片对比
        4.1.3 米糠和小麦壳吸附前后扫描电镜图片对比
    4.2 红外光谱对比
    4.3 动力学分析
    4.4 吸附等温线
    4.5 吸附机理探讨
5 研究结论与展望
    5.1 研究主要结论
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间获奖及发表论文情况



本文编号：4023866