改性凹凸棒土强化去除水中六价铬研究

发布时间：2017-09-11 22:04

  本文关键词：改性凹凸棒土强化去除水中六价铬研究

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【摘要】：随着工业技术的飞速发展,水体重金属污染也愈发严重,其中水体铬污染较为突出。六价铬是一种具有潜在性的致癌物质,对人类的健康有着很大的风险,所以探索经济高效的铬污染处理工艺是当前亟待解决的问题。目前,凹凸棒土在我国储量丰富、价格低廉,且具有较大的比表面积和较强的强化去除效能,故广泛应用于水中重金属的去除。为了提高凹凸棒土对六价铬的强化去除能力,本文通过对凹凸棒土进行改性,研究其对水中Cr6+的强化去除效果。考察了吸附时间、吸附温度、初始pH值、改性凹凸棒土投加量、初始Cr6+浓度对改性凹凸棒土强化去除水中Cr6+的影响,初步探究了改性凹凸棒土强化去除水中Cr6+的机理,并对实际水体进行了强化混凝研究。研究结果表明：在40℃下经4mol/L盐酸改性5h、超声时间10min后的凹凸棒土对水溶液中Cr6+去除率可达90%,此时的最优操作条件是吸附时间为120min、吸附温度为25℃、pH值为7、投加量为0.8g。改性后的凹凸棒土具有更大的比表面积,提高了其吸附能力。通过对改性凹凸棒土吸附Cr6+进行机理探究得知准二级反应动力学模型比准一级反应动力学模型更能很好的描述改性凹凸棒土对Cr6+的吸附行为；Langmuir等温模型比Freundlich等温模型能更准确的描述改性凹凸棒土对Cr6+的吸附性能。采用聚合氯化铝和改性凹凸棒土联合使用去除水中Cr6+时,将聚合氯化铝的投加量降至15mg/L后向水中投加改性凹凸棒土作为助凝剂,改性凹凸棒土在聚合氯化铝投加前的30s投加时,对浊度、色度、UV254、Cr6+的去除率较好,去除率分别可达90.21%、74.25%、44.07%、21.55%；两者的最佳配比为15mg/L聚合氯化铝和30mg/L改性凹凸棒土；水溶液的最佳pH为6.5-7。与不投加改性凹凸棒土单独投加15mg/LPAC时相比,投加改性凹凸棒土作为助凝剂时,浊度、色度、UV254、Cr6+的去除率分别可提高20.61%、29.28%、11.88%、15.9%。这是因为投加改性凹凸棒土能增加水体中胶粒的碰撞率,使得胶体更易形成更大的絮体,并且改性凹凸棒土具有较大比表面积和带负电,从而强化去除水中污染物质。
【关键词】：凹凸棒土 改性 吸附 六价铬 强化混凝
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X52
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-22
• 1.1 水体Cr~(6+)污染现状及危害12-13
• 1.1.1 Cr~(6+)污染现状12-13
• 1.1.2 Cr~(6+)的危害13
• 1.2 国内外水体Cr~(6+)污染处理方法研究13-15
• 1.3 凹凸棒土特性及其在水处理中的应用15-19
• 1.3.1 凹凸棒土的特性17-18
• 1.3.2 凹凸棒土的改性18-19
• 1.3.3 凹凸棒土在水处理方面的研究19
• 1.4 课题的研究目的、意义及内容19-22
• 1.4.1 研究目的及意义19-20
• 1.4.2 研究内容20-21
• 1.4.3 技术路线21-22
• 第2章 实验材料与研究方法22-28
• 2.1 实验材料与设备22-24
• 2.1.1 试验试剂及材料22-23
• 2.1.2 试验主要设备23
• 2.1.3 水样的配制23-24
• 2.2 实验方法24-28
• 2.2.1 凸棒土改性方法24-25
• 2.2.2 表征方法25
• 2.2.3 静态吸附实验25-26
• 2.2.4 测定方法26-27
• 2.2.5 分析方法27-28
• 第3章 凹凸棒土的改性与表征28-39
• 3.1 改性凹凸棒土的原土选择28-29
• 3.2 改性方法筛选29-30
• 3.2.1 不同改性方法凹凸棒土吸附Cr~(6+)效果比较29-30
• 3.3 酸改性的条件优化30-35
• 3.3.1 不同无机酸对凹凸棒土改性的影响研究30-31
• 3.3.2 不同浓度盐酸溶液对凹凸棒土的改性影响研究31-32
• 3.3.3 不同改性时间对凹凸棒土的改性影响研究32-33
• 3.3.4 不同温度对凹凸棒土的改性影响研究33-34
• 3.3.5 不同超声时间对凹凸棒土的改性影响研究34-35
• 3.4 凹凸棒土的表征35-37
• 3.4.1 扫描电镜分析35-36
• 3.4.2 XRD表征36-37
• 3.5 本章小结37-39
• 第4章 改性凹凸棒土的吸附性能研究39-51
• 4.1 改性凹凸棒土去除水溶液中Cr~(6+)的影响因素研究39-45
• 4.1.1 吸附时间对改性凹凸棒土吸附六价铬的影响研究39-40
• 4.1.2 吸附温度对改性凹凸棒土吸附六价铬的影响研究40-41
• 4.1.3 初始pH对改性凹凸棒土吸附六价铬的影响研究41-42
• 4.1.4 投加量对改性凹凸棒土吸附六价铬的影响研究42-43
• 4.1.5 初始浓度对改性凹凸棒土吸附六价铬的影响研究43-45
• 4.2 吸附动力学研究45-47
• 4.2.1 吸附动力学方程45
• 4.2.2 改性凹凸棒土吸附Cr~(6+)动力学分析45-47
• 4.3 吸附等温线探究47-49
• 4.3.1 吸附等温线方程47-48
• 4.3.2 改性凹凸棒土吸附Cr~(6+)等温吸附线分析48-49
• 4.4 本章小结49-51
• 第5章 改性凹凸棒土的强化混凝性能研究51-64
• 5.1 单独投加混凝剂的最佳投加量研究51-54
• 5.2 凹凸棒土投加点的影响研究54-57
• 5.3 聚合氯化铝和改性凹凸棒土不同配比的影响研究57-59
• 5.4 pH对混凝效果的影响研究59-62
• 5.5 本章小结62-64
• 结论与建议64-66
• 结论64-65
• 建议65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-75
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果75

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本文编号：833310