改性沸石对印染废水的吸附脱色研究-环境科学与工程专业论文.docxVIP

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改性沸石对印染废水的吸附脱色研究-环境科学与工程专业论文

万方数据 万方数据 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取 得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得 天津理工大 学 或 其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研 究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名: 签字日期: 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 天津理工大学 有关保留、使用学位论文 的规定。特授权 天津理工大 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,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编, 以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复本和电子 文件。 (必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名: 导师签名: 签字日期: 年 月 日 签字日期: 年 月 日 摘要 印染废水色度高,有毒有害物质含量多,成分复杂,不易被降解,逐渐成为水处理 中最难处理的废水之一。天然沸石是一种以硅(铝)氧为骨架,中间填充碱土金属形成 的矿物,内部有大小不同的孔穴和通道,比表面积大,能够吸附某些物质并可进行离子 交换。但直接应用天然沸石去除污染物效果并不理想。为此,本文主要研究了天然沸石 及经过特殊方法改性后的沸石对几类水溶性染料的吸附效果,并对其吸附机理进行分 析,通过动态试验考察了改性沸石对实际印染废水的处理效果,以期为改性沸石在实际 中的应用提供理论依据和技术支持。主要研究结果如下: (1)通过研究天然沸石(NZ)对中性红(NR)、亚甲基蓝(MB)和刚果红(CR) 的吸附效果,可知染料溶液本身的 pH 值在适宜的吸附 pH 值范围(分别为 4~12、5~12、 4~6)内;在一定范围内,染料溶液初始浓度越大,温度越高越有利于吸附的进行;溶 液中盐离子的存在对吸附效果有影响,对天然沸石吸附中性红和亚甲基蓝的过程起的是 抑制作用,对天然沸石吸附刚果红的过程起的是促进作用;天然沸石对中性红、亚甲基 蓝和刚果红的吸附过程可以用 Langmuir 和 Freundlich 等温方程描述,通过比较拟合系数 发现吸附过程与 Langmuir 吸附等温方程的符合性更高,线性相关系数分别达到 0.9991、 0.9989 和 0.9813;三种染料在天然沸石上的吸附行为均可以用准二级动力学方程描述, 相关性系数分别为 0.9998、0.9997 和 0.9977。 (2)通过对比酸改性(HCl)、碱改性(NaOH)、盐改性(NaCl)、高温煅烧、酸 改性与表面活性剂改性联用等改性方法对天然沸石改性效果的影响,发现经十六烷基三 甲基溴化铵(Hexadecyl trimethyl ammonium Bromide,CTAB)改性的沸石(CMZ)对 刚果红和酸性橙Ⅱ(AOⅡ)的吸附量分别是天然沸石的 5 倍和 21 倍,经十二烷基二甲 基甜菜碱(Dodecyl dimethyl betaine,BS-12)改性的沸石(BMZ)对亚甲基蓝的平衡吸 附量是天然沸石的 7 倍;改性沸石的制备过程受到多个条件的影响,对刚果红而言最佳 改性条件是:CTAB 浓度为 0.02 mol/L,改性剂处理沸石 1 h,改性 pH 值为 7.0;对亚甲 基蓝而言最佳改性条件是:BS-12 与蒸馏水的体积比为 1:10,改性剂处理天然沸石 12 h, 改性 pH 值为 7.0;对酸性橙Ⅱ最佳改性条件为:CTAB 浓度为 0.02 mol/L,改性剂处理 天然沸石 10 h,改性 pH 值为 7.0。 (3)通过改性沸石吸附刚果红、亚甲基蓝和酸性橙Ⅱ的实验可知升高温度有利于 吸附进行,染料分子初始浓度越大,平衡吸附量越大,盐离子存在时对改性沸石吸附亚 甲基蓝和酸性橙Ⅱ起抑制作用,对改性沸石吸附刚果红起促进作用;Langmuir 吸附等温 方程能很好的描述改性沸石对刚果红、亚甲基蓝和酸性橙Ⅱ的吸附现象,其线性相关系 数分别达到 0.9968、0.9899 和 0.9979;准二级动力学方程线性相关性系数分别为 0.9998、 0.9997 和 0.9995,饱和吸附量的理论值与实测值的相对误差分别为 0.8%、2.1 %和 0.8 %。 (4)改性沸石处理印染废水的动态实验结果表明:改性沸石的种类对印染废水的 处理效果有影响,进水流速对改性沸石处理印染废水的影响不大,但流速增大时,穿透 时间缩短,改性沸石用量增多(吸附柱增高),穿透时间延长,处理效果较好;由沸石 制成的吸附柱,再生四次后吸附效率仍可达初次使用时的 87 %以上,保持良好的吸附 性能,可以重复利用。 关键词:沸石 改性 印染废水 吸附 脱色 Abstract Printin

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