高铁酸钾对废水中亚甲基蓝和重金属离子的处理研究

发布时间：2017-06-04 23:14

  本文关键词：高铁酸钾对废水中亚甲基蓝和重金属离子的处理研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在传统污水处理过程中,氯系消毒剂和铝系净水剂虽然能够达到处理要求,但是消耗量较大,使用过程中会产生二次污染,对环境和人体健康不利。高铁酸盐是一种经济,高效并且环境友好的水处理剂,但由于其产品的成本高,而且产品纯度较低,这些都限制了高铁酸盐的广泛应用。针对这一问题,本文对高铁酸钾的制备工艺进行改进优化,降低了生产成本而且所得产品的纯度较高。并且研究了高铁酸钾对染料废水的降解作用及对含重金属离子废水的吸附作用,主要研究内容及结果如下:(1)以常用的次氯酸钙为原料替代传统的次氯酸钠,制备出纯度为92.65%的高铁酸钾固体。X射线衍射,扫描电子显微镜,红外吸收光谱等技术方法的测试分析表明,通过该方法可以获得高纯度的高铁酸钾。(2)论文选取亚甲基蓝模拟废水为研究对象,研究了高铁酸钾对废水中有机物的降解性能。分别考察了溶液pH值,高铁酸钾投加量,反应时间,亚甲基蓝初始浓度和温度对亚甲基蓝降解性能的影响,并且得到了亚甲基蓝降解的动力学方程。实验结果显示,在高铁酸钾在加入量为0.070 g,亚甲基蓝初始浓度为0.04 g/L,pH值为8.00,温度15℃,反应时间为50 min时,亚甲基蓝的最高降解率最高,为92.14%;通过计算机拟合得到的亚甲基蓝降解动力学方程为:ln(C0/C)=0.00708t+0.23882,(R2=0.9672);对降解产生沉淀的X射线衍射,扫描电镜,红外光谱进行观察分析,发现在降解过程中高铁酸钾破坏了亚甲基蓝的分子结构,同时生成的Fe(OH)3对降解产物有吸附作用。(3)本文对高铁酸钾处理含重金属离子的废水进行了探究,实验中分别选取含Mn2+和Pb2+的模拟废水为研究对象,考察不同pH值,高铁酸钾投加量,反应时间,重金属离子的初始浓度和温度条件下,废水中重金属离子的去除率。结果显示,高铁酸钾对Mn2+絮凝效果最佳的条件为高铁酸钾加入量0.025 g,pH值为7.017,温度为15℃,Mn2+初始浓度为30 mg/L,絮凝时间为10 min,去除率最高;而高铁酸钾对Pb2+絮凝效果的最佳条件为高铁酸钾加入量0.025 g,温度为35℃,pH值为5.991,Pb2+浓度为10 mg/L,絮凝时间为25 min,去除率最高;Mn2+和Pb2+的最高去除率分别为98.2%和97.6%。通过对比洗涤前后沉淀的扫描电子显微镜和EDS能谱及X射线光电子能谱的分析结果,发现Mn元素和Pb元素都均匀分布在沉淀表面,在絮凝过程中一部分Mn2+被氧化为Mn4+。
【关键词】：高铁酸钾 制备 亚甲基蓝 重金属离子 去除率
【学位授予单位】：绵阳师范学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第1章 绪论8-22
• 1.1 研究背景8-10
• 1.1.1 我国的水资源现状8
• 1.1.2 我国污水处理现状8-9
• 1.1.3 污水处理药剂9-10
• 1.2 高铁酸钾研究现状与进展10-20
• 1.2.1 高铁酸钾的理化性质10-11
• 1.2.2 高铁酸钾的制备与合成11-14
• 1.2.3 高铁酸钾对有机废水的处理14-18
• 1.2.4 高铁酸钾对含重金属废水的处理18-19
• 1.2.5 高铁酸钾对废水中氨氮的处理19
• 1.2.6 高铁酸钾对其它化合物的处理19-20
• 1.3 研究目的与意义20
• 1.4 研究内容20-22
• 第2章 实验设备与研究方法22-26
• 2.1 原料与设备22-23
• 2.2 实验过程23-24
• 2.2.1 高铁酸钾的制备和纯化23-24
• 2.2.3 高铁酸钾对亚甲基蓝的降解实验24
• 2.2.4 高铁酸钾对重金属离子的絮凝实验24
• 2.3 分析与表征手段24-26
• 2.3.1 X射线衍射图谱分析（XRD）24
• 2.3.2 扫描电子显微镜分析（SEM）24-25
• 2.3.3 傅里叶变换红外光谱分析（FTIR）25
• 2.3.4 X射线能谱分析（EDS）25
• 2.3.5 X射线光电子能谱分析（XPS）25-26
• 第3章 高铁酸钾的合成与分析26-32
• 3.1 高铁酸钾的制备与纯化26-29
• 3.1.1 高铁酸钾产品的制备26
• 3.1.2 高铁酸钾的纯化26-27
• 3.1.3 高铁酸钾的标定27-29
• 3.2 高铁酸钾的表征29-31
• 3.2.1 X射线衍射图谱分析（XRD）29
• 3.2.2 扫描电子显微镜分析（SEM）29-30
• 3.2.3 傅里叶变换红外光谱分析（FTIR）30-31
• 3.3 本章小结31-32
• 第4章 高铁酸钾对亚甲基蓝的降解研究32-44
• 4.1 高铁酸钾对亚甲基蓝的降解32-41
• 4.1.1 高铁酸钾加入量对亚甲基蓝降解的影响32-33
• 4.1.2 不同亚甲基蓝浓度对降解率的影响33-35
• 4.1.3 不同pH对亚甲基蓝降解率的影响35-36
• 4.1.4 不同温度对亚甲基蓝降解率的影响36-38
• 4.1.5 不同反应时间对亚甲基蓝降解率的影响38-40
• 4.1.6 动力学模型40-41
• 4.2 高铁酸钾还原产物的吸附性能41-43
• 4.2.1 沉淀洗涤前后的扫描电子显微镜观察（SEM）41
• 4.2.2 沉淀洗涤前后的红外光谱分析（FTIR）41-42
• 4.2.3 沉淀洗涤前后的EDS元素分析42-43
• 4.3 本章小结43-44
• 第5章 高铁酸钾对溶液中重金属离子的处理44-58
• 5.1 高铁酸钾对溶液中Mn~(2+)的絮凝44-50
• 5.1.1 高铁酸钾加入量对Mn~(2+)絮凝的影响44-45
• 5.1.2 高铁酸钾不同pH下对Mn~(2+)絮凝的影响45-46
• 5.1.3 高铁酸钾不同温度下对Mn~(2+)絮凝的影响46
• 5.1.4 高铁酸钾与对不同浓度Mn~(2+)絮凝的影响46-47
• 5.1.5 高铁酸钾不同反应时间对Mn~(2+)絮凝的影响47-48
• 5.1.6 Mn~(2+)沉淀洗涤前后的扫描电子显微镜分析（SEM）48-49
• 5.1.7 Mn~(2+)沉淀洗涤前后的EDS元素分析49-50
• 5.1.8 Mn~(2+)沉淀的X射线光电子能谱分析（XPS）50
• 5.2 高铁酸钾对溶液中Pb~(2+)的絮凝50-57
• 5.2.1 高铁酸钾加入量对Pb~(2+)絮凝的影响50-51
• 5.2.2 高铁酸钾在不同温度下对Pb~(2+)絮凝的影响51-52
• 5.2.3 高铁酸钾不同pH对Pb~(2+)絮凝的影响52-53
• 5.2.4 高铁酸钾与不同浓度Pb~(2+)絮凝的关系53-54
• 5.2.5 不同反应时间与高铁酸钾絮凝Pb~(2+)的关系54-55
• 5.2.6 沉淀洗涤前后的扫描电子显微镜分析（SEM）55-56
• 5.2.7 沉淀洗涤前后的EDS元素分析56-57
• 5.4 本章小结57-58
• 第6章 结论58-60
• 参考文献60-66
• 致谢66-69
• 在学期间的科研情况69

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