一步法形成类水滑石过程对阴离子废水的处理研究

发布时间：2017-12-19 17:06

  本文关键词：一步法形成类水滑石过程对阴离子废水的处理研究　出处：《中国地质大学(北京)》2017年博士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：随着我国经济和工业的不断发展,阴离子型废水的数量不断增长,对于环境的压力和人体的危害也随之增加。类水滑石(LDHs)由于具有较大的比表面积、良好的阴离子交换能力、原料来源丰富且环境无害性等特点,近年来在环境领域受到越来越多的关注。本论文首先参照类水滑石共沉淀法的形成机理,将硝酸锌和硝酸铝混合盐溶液滴加到阴离子废水中,与其中的碱和阴离子污染物反应,原位制备了锌铝类水滑石(ZnAl-LDH)。在处理阴离子废水的同时将污染物固定在层间,采用一步法代替了先制备后处理的传统工艺。然后利用XRD、SEM等表征手段对制备的样品进行结构和形貌表征,采用分子模拟软件计算阴离子与LDHs层板的结合能、层间排列方式等分子结构。首先,利用一步法处理典型的无机阴离子废水-碱性含砷废水(As(V)=200mg/L,pH=12),结果表明As(V)的去除率接近100%,同时将碱性废水处理至接近中性。As(V)在100 mL含砷废水全部被固定后,可以在10 mL的Na2CO3溶液中交换出96.2%,并且交换后的样品经适量硝酸溶解后可多次循环处理该废水。由于铝元素的损失,四次循环后Al/Zn低于1/5,此时去除能力和释放能力消失;补充铝元素恢复到初始比例(Al/Zn=1/2)后,循环继续。其次,利用一步法处理典型的有机阴离子废水-甲基橙废水,结果显示甲基橙的去除率为100%,且甲基橙的去除量和铝元素的滴加量呈现线性对应关系并符合Langmuir模型。对于甲基橙和亚甲基蓝混合有机废水,一步法能够在不影响甲基橙去除效果的前提下,同时对亚甲基蓝具有去除效果;亚甲基蓝通过疏水作用进入LDHs层间并符合Freundlich模型。随后,采用控制pH值一步法处理了无机/有机混合阴离子废水-铬酸钠和甲基橙混合废水,结果表明,通过控制锌铝盐溶液的用量可先去除废水中的甲基橙,然后去除铬酸根,且两种污染物质均可完全去除并且分离。最后,采用氢氧化锌固体和硝酸铝溶液制备了ZnAl-LDH,结果表明铝离子可替换氢氧化锌中的锌元素,使其由不带电性的氢氧化锌变为带正电荷的LDHs,并将阴离子引入到层间以平衡电荷,探讨了一步法处理废水中LDHs的形成过程和阴离子污染物的处理机理。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X703

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本文编号：1308731