改性花生壳与粉煤灰对含crⅵ废水的吸附试验分析-experimental analysis on adsorption of cr ⅵ - containing wastewater by modified peanut shell and fly ash.docxVIP
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改性花生壳与粉煤灰对含crⅵ废水的吸附试验分析-experimental analysis on adsorption of cr ⅵ - containing wastewater by modified peanut shell and fly ash
声 明 本人声明,所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文 中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外,不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果,也不包括本人为获得其它学位而使用过的材料。 与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示谢意。 作者签名: 日期: 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、使用 学位论文的规定:即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学可以将 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。(如作者和 导师同意论文交流,请在下方签名;否则视为不同意。)作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后:不限□半年□一年□一年半□两年□ 作者签名:导师签名:日期:日期:第一章 绪论1.1 课题研究背景与意义近一个世纪以来,人口的不断增加使得地球的环境和资源都面临着巨大的压力。工业 革命后,随着金属冶炼行业的迅猛发展,铬已在电镀、制革、染料、有机合成等工业生产 中得到广泛的应用[1]。同时,铬污染的问题也日益突出,并且有愈发严重之势。全国每年 排放铬渣约 60 万吨,能进行有效处理利用的不足 17%[2]。2005 年仅皮革行业排放的含铬 废水就高达 1.8 亿吨,之后每年的排量都大幅增加。吸附法是处理重金属的重要方法,对各种重金属都有较好的处理能力。吸附法的优点 很多,但也存在不足,如何扬长避短,是各国学者和科研人员共同关心的问题。花生壳和 粉煤灰分别作为农业、工业废弃物的代表,对 Cr(VI)及其他重金属离子具有较好的吸附能 力,同时,其来源广泛、价格低廉的优势也为进一步研究以及实际应用奠定了基础。本课题以改性花生壳和粉煤灰为吸附剂,通过对六价铬离子的吸附试验研究,对比了 改性前后吸附性能的差异,探讨了影响改性花生壳和粉煤灰吸附能力的各种因素,如溶液 的 pH 值、温度、吸附时间、吸附剂量等,分析各因素对吸附能力的影响,通过正交试验 确定各影响因素的主次关系,即各影响因素对吸附剂吸附能力的影响程度,并找出最佳的 吸附条件。本试验为以改性花生壳或改性粉煤灰为吸附剂的吸附法处理水溶性 Cr(VI)提供 了理论依据和技术参数,同时也为促进花生壳和粉煤灰资源的综合利用,以废治废,实现 廉价、高效的处理含铬废水提供一条新的思路。1.2 铬在环境中的分布与危害铬广泛存在于环境中,估计全世界铬的埋藏量为 26.6 亿吨,在自然界中,铬主要以 Cr(III)形式的铬铁矿 FeO·Cr2O3 存在,由于风化、火山爆发、风暴、生物转化等自然作用, 使其由岩石进入土壤、大气、水及生物体内。正常土壤含铬范围在 5-1000ppm,平均含量 范围在 20-200ppm。铬是生物的必需元素,但浓度稍高就会成为有毒的污染元素。化合态的铬以六价和三 价最为常见。三价铬参与糖代谢过程,有激活胰岛素的作用,但其不易被消化道吸收,在 皮肤表层和蛋白质结合形成稳定的络合物,对肺有损害。六价铬毒性很强,研究表明,六 价铬的毒性是三价铬的 100 倍,对人和温血动物机体全身有致毒作用,经常吸入铬化合物 会引起呼吸道疾病、鼻出血、皮肤糜烂肠胃疾病、并引起肺癌、支气管癌和消化道癌等[3,4], “骨痛病”就是由含铬废水的污染所造成的。从毒性和对生物体的危害方面来看,铬对环境 的危害有以下几个特点:(1)在天然水体中只要有微量浓度,即可产生毒性效应;(2)铬可能在微生物作用下转化为金属有机物,产生更大的毒性;(3)生物体从环境中摄取铬,经过食物链的生物放大作用,逐渐地在较高级的生物 体内成百上千倍地富集起来;(4)铬进入人体后能够和生理高分子物质(如蛋白质和酶等)发生强烈的相互作用 而使它们失去活性,也可能积累在人体的某些器官中造成慢性、累积性中毒。水溶性六价铬已被列为对人体危害最大的 8 种化学物质之一,是国际公认的 3 种致癌 金属物之一,也是美国 EPA 认证的 129 种重点污染物之一[5],我国已把 Cr(VI)规定为实施 总量控制的指标之一。鉴于铬对人体及环境的严重危害,各国都对铬的排放做出了严格的 规定:我国规定工业排放的废水中 Cr(VI)最高浓度为 0.5mg/L,总铬的最高浓度为 1.5mg/L, 并不得用稀释法代替必要的处理;生活饮用水中铬含量不得超过 0.05mg/L[6,7]。1.3 含铬废水的来源制革、皮毛、制药和印染等行业排放的废水以 Cr(III)为主,电镀、冶金、化工等行业 排放的废水以 Cr(VI)为主,废水中铬的存在形态与其在天然水中存在的形态是一致的,六2-2-[8]价铬多以 CrO4、Cr2O7形式存在,而三价铬可被氧化成高价铬 。随着工业的发展,铬及其化合物
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