本文選題：給水污泥 + 廢物利用��； 參考：《黑龍江大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：給水廠每天都會(huì)排放大量的污泥,是沉淀池混凝沉淀產(chǎn)生的污泥,其中混凝劑和有機(jī)物對(duì)環(huán)境影響較大。中國每年大約產(chǎn)生1.5-2.4百萬噸干污泥,該副產(chǎn)物一直以來被人們認(rèn)為是廢物,常常不經(jīng)過任何處理直接排放到污水管道,進(jìn)入自然環(huán)境,對(duì)水生生態(tài)環(huán)境影響較大。為了減少處理給水污泥產(chǎn)生的費(fèi)用及避免污泥產(chǎn)生的二次危害,對(duì)其進(jìn)行資源化利用已經(jīng)備受關(guān)注。給水污泥的主要成分是黏土、腐殖質(zhì)以及殘存其中的混凝劑等,其中包含大量鐵、鋁和硅等無機(jī)組分。如果能夠?qū)⑦@些無機(jī)組分回收提純并加以利用,將會(huì)產(chǎn)生較多的環(huán)境效益,因此,如何科學(xué)合理地回收利用大量的污泥已成為非常受關(guān)注的問題。本文對(duì)焙燒后的給水污泥進(jìn)行酸性提取,之后通過調(diào)節(jié)pH值得到高純度的鋁酸鈉溶液,以其作為原料制備介孔氧化鋁材料,對(duì)提取后產(chǎn)生的污泥廢渣進(jìn)行堿性提取,得到高純度硅酸鈉溶液,以其作為原料制備介孔二氧化硅材料,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)給水污泥中的Si、Al成分進(jìn)行回收,并制備了納米鋁基和硅基介孔材料。以鋁酸鈉為原料制備介孔氧化鋁,制備得出比表面積為332.9m2/g,孔體積為0.52cm3/g,性質(zhì)優(yōu)良的介孔氧化鋁。以硅酸鈉為原料制備介孔二氧化硅,制備得出比表面積為1241.2m2/g,孔體積為1.2cm3/g,性質(zhì)優(yōu)良的介孔硅。以硅酸鈉和鋁酸鈉為原料制備介孔硅鋁氧化物,制備得出比表面積為743.4m2/g,孔體積為0.73cm3/g,性質(zhì)優(yōu)良的介孔材料。由于這些多孔材料具有豐富的表面官能團(tuán)和多孔結(jié)構(gòu),使其可以應(yīng)用在很多方面,如吸附、載體等。且在提取中產(chǎn)生的大量含鐵廢物可以進(jìn)一步進(jìn)行提取。使用污泥中提取剩余的含鐵廢物為原料,并利用提取的鐵組分制備出磁性Fe3O4和γ-Fe2O3納米粒子;再利用堿液提取的硅酸鈉溶液與磁性納米粒子混合,制備了分散性良好的Fe3O4@SiO_2和γ-Fe2O3@SiO_2磁性復(fù)合材料,二氧化硅層對(duì)磁性納米粒子起到了很好的保護(hù)作用,避免磁性納米粒子被氧化,同時(shí)保留磁性納米粒子的磁響應(yīng)性。Fe3O4@SiO_2和γ-Fe2O3@SiO_2磁性復(fù)合材料在包覆后磁性降低,但是磁性復(fù)合材料在液體中仍然可以快速分離。從材料紅外表征580cm-1處的Fe-O和1080cm-1處的Si-O-Si吸收峰可見材料被二氧化硅成功包覆了一層20-150nm的保護(hù)層,Fe3O4@Si O2和γ-Fe2O3@SiO_2磁性復(fù)合材料表面具有多孔結(jié)構(gòu),具有較高的比表面積和孔體積分別為390.0m2/g(0.80cm3/g)和220.9m2/g(0.31cm3/g)。對(duì)Fe3O4@SiO_2和γ-Fe2O3@SiO_2磁性復(fù)合材料對(duì)活性紅X-3B和亞硝酸鈉的吸附性能進(jìn)行研究,可見材料具有良好的吸附性。
[Abstract]:A large amount of sludge is discharged from the water supply plant every day, which is produced by coagulation sedimentation in the sedimentation tank, in which coagulants and organic compounds have a great impact on the environment. About 1.5-2.4 million tons of dry sludge is produced every year in China. This by-product has always been regarded as a waste, which is often discharged directly into the sewage pipe without any treatment and into the natural environment, which has a great impact on the aquatic ecological environment. In order to reduce the cost of sludge treatment and avoid the secondary harm of sludge, the reuse of sludge has been paid more and more attention. The main components of water sludge are clay, humus and residual coagulants, which contain a lot of inorganic components such as iron, aluminum and silicon. If these inorganic components can be recovered and purified and utilized, it will bring more environmental benefits. Therefore, how to recover and utilize a large amount of sludge scientifically and reasonably has become a very important issue. In this paper, acid extraction of feed water sludge after calcination was carried out. After adjusting pH value to high purity sodium aluminate solution, mesoporous alumina material was prepared by adjusting pH value, and alkaline extraction of sludge waste residue was carried out. The high purity sodium silicate solution was used as raw material to prepare mesoporous silica materials, so as to recover Si-Al from feed water sludge and to prepare nano-Al and Si-based mesoporous materials. Mesoporous alumina was prepared by using sodium aluminate as raw material. The specific surface area was 332.9 m2 / g, pore volume was 0.52cm3 / g, and the mesoporous alumina with excellent properties was obtained. Mesoporous silica was prepared by using sodium silicate as raw material. The mesoporous silicon with a specific surface area of 1241.2 m2 / g and pore volume of 1.2 cm 3 / g was obtained. Mesoporous silica-aluminum oxides were prepared by using sodium silicate and sodium aluminate as raw materials. The mesoporous materials with a specific surface area of 743.4 m2 / g and pore volume of 0.73 cm ~ 3 / g were prepared. Because these porous materials have abundant surface functional groups and porous structures, they can be used in many fields, such as adsorption, carrier and so on. And a large amount of iron-containing waste can be extracted further. The magnetic Fe3O4 and 緯 -Fe _ 2O _ 3 nanoparticles were prepared by using the iron components extracted from the sludge as raw materials, then the sodium silicate solution extracted from the alkaline solution was mixed with the magnetic nanoparticles. Fe3O4@SiO_2 and 緯 -Fe _ 2O _ 3 @ Sio _ 2 magnetic composites with good dispersion were prepared. Silica layer has a good protective effect on magnetic nanoparticles and prevents them from being oxidized. At the same time, the magnetic responsivity of magnetic nanoparticles. Fe3O4SiOs2 and 緯 -Fe2O3O3SOSiOst2 magnetic composites were decreased after coating, but the magnetic composites could still be separated rapidly in liquid. The visible materials at Fe-O and 1080cm-1 at 580cm-1 were successfully coated with silicon dioxide with a protective layer of 20-150nm, Fe _ 3O _ 4R _ 2O _ 2 and 緯 -Fe _ 2O _ 3R _ 2O _ 3 Sio _ 2 magnetic composite with porous structure. It has a high specific surface area and pore volume of 390.0 m2 / g 0.80 cm / g and 220.9 m2 / g 0.31 cm / g / g respectively. The adsorption properties of Fe3O4@SiO_2 and 緯 -Fe _ 2O _ 3r Sio _ 2 magnetic composites to active red X-3B and sodium nitrite were studied.
【學(xué)位授予單位】：黑龍江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X703;TB383.1

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