本文關(guān)鍵詞：飛灰、磁珠脫除氣態(tài)砷的研究及廢水脫砷初探

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【摘要】：燃煤電站和工業(yè)鍋爐是砷污染排放的主要來源,在燃煤量不斷增長的背景下,燃煤煙氣中砷排放量逐年增加,化工、冶金及電廠等工業(yè)廢水中也含有重金屬離子如砷、汞、鉛、鎘、鉻離子等。燃煤煙氣及工業(yè)廢水中重金屬砷、汞等的污染是威脅人類健康和生態(tài)安全的重要環(huán)境問題。本文首先簡述了砷污染對人類及生態(tài)環(huán)境的危害,并介紹了目前砷排放的來源及現(xiàn)狀。本文詳述了國內(nèi)外現(xiàn)有的吸附砷及控制砷排放的技術(shù)及方法,活性炭對大部分痕量重金屬元素有很強(qiáng)的吸附能力,但是大規(guī)模的使用成本太高。因此開發(fā)一種低成本、高性能的新型吸附劑成為現(xiàn)在學(xué)者研究的重點。飛灰是燃煤電廠排放的廢棄物。近幾年來我國每年排放的粉煤灰均在3億噸以上。而我國粉煤灰的利用率卻不高,主要用于建筑材料的生產(chǎn),水利、道路工程的應(yīng)用,以及部分在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用等,其余大部分粉煤灰被堆積廢棄,一方面占用大量耕地,對土地資源是一種浪費(fèi),另一方面由于粉煤灰粒徑小且質(zhì)量輕,容易被風(fēng)吹起,飄浮在空氣中,對大氣環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,因此對于粉煤灰的綜合利用工作一直受到環(huán)保人士及科研工作者的重視,更是當(dāng)今環(huán)境科學(xué)需要重點研究的課題。由于粉煤灰具備疏松多孔、比表面積大等物理特性及較多的鈣、鐵活性位點等化學(xué)特性,可以吸附廢氣和廢水中的污染物,加之飛灰的價格低廉、使用成本低,近年來利用飛灰處理煙氣及廢水中的重金屬等污染物具有良好的應(yīng)用前景。但是由于粉煤灰本身的吸附容量不高,在投入生產(chǎn)實踐前,需要對其進(jìn)行提取及改性,使其更適于處理煙氣和廢水中的污染物。本文實驗中共用到8種飛灰,其中包括3種煤粉爐的飛灰和5種循環(huán)流化床鍋爐的飛灰。對飛灰樣品進(jìn)行XRD、SEM、BET、XRF等考察其分子的微觀結(jié)構(gòu)和成分組成等。本文基于燃煤飛灰中鐵組分具有明顯的脫砷效果,且利用飛灰中自有鐵組分控制煙氣中砷排放具有廉價、不影響飛灰利用、無次生污染等優(yōu)勢,因此提出從電廠飛灰中分離富集出其中高鐵含量的磁珠,重點研究其脫除煙氣中重金屬元素砷的特性,揭示脫砷的作用機(jī)理。我們設(shè)計了氣態(tài)砷發(fā)生及固定床吸附反應(yīng)一體化實驗裝置；采用濕法磁選的方法從飛灰中富集出了高鐵含量的磁珠,其Fe203含量達(dá)到了50%；研究了飛灰、磁珠的脫砷特性,探索了飛灰和磁珠自身物理性質(zhì)及外部煙氣溫度對脫砷的影響機(jī)制。所開發(fā)的吸附劑在自制的固定床吸附裝置上進(jìn)行氣態(tài)砷的吸附實驗,實驗結(jié)果證實磁珠吸附脫砷能力比相應(yīng)的飛灰大大增強(qiáng)。本文參考已有的研究,采用堿熔、酸洗與原位合成相結(jié)合的方法對飛灰進(jìn)行改性,通過改性增加吸附劑的活性吸附位點,增加孔結(jié)構(gòu),并提高比表面積。所開發(fā)的吸附劑在模擬的含砷廢水中進(jìn)行砷的吸附實驗,與原灰相比,表現(xiàn)出很好的吸附性能。
【關(guān)鍵詞】：脫砷 吸附 飛灰 磁珠 改性
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X773
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 國內(nèi)能源現(xiàn)狀及砷污染的危害11-13
• 1.1.1 國內(nèi)能源現(xiàn)狀11-12
• 1.1.2 砷污染的危害及排放現(xiàn)狀12-13
• 1.2 國內(nèi)外砷排放的控制技術(shù)13-14
• 1.2.1 砷的存在形式及控制技術(shù)13
• 1.2.2 脫砷的方法及采用的吸附劑13-14
• 1.3 飛灰、磁珠及改性飛灰吸附砷的研究進(jìn)展14-16
• 1.3.1 飛灰吸附砷的研究進(jìn)展14-15
• 1.3.2 磁珠吸附砷的研究進(jìn)展15
• 1.3.3 改性飛灰吸附砷的研究進(jìn)展15-16
• 1.4 本文的研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)16-18
• 第2章 實驗臺架與樣品制備18-24
• 2.1 樣品采集與制備18-21
• 2.1.1 飛灰樣品的采集18
• 2.1.2 磁珠樣品制備18-19
• 2.1.3 改性飛灰ASOH及Fe/ASOH的制備19-21
• 2.2 實驗裝置21
• 2.3 實驗測試儀器介紹21-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 樣品的物性表證24-31
• 3.1 飛灰的物性表證24-25
• 3.1.1 飛灰原樣的成分分析24
• 3.1.2 飛灰原樣的未燃盡碳及比表面積分析24-25
• 3.2 磁珠的物性表證25-27
• 3.2.1 磁珠的形貌及其成分分析25-26
• 3.2.2 磁珠及原灰的XRD圖譜26-27
• 3.3 ASOH及Fe/ASOH的物性表證27-30
• 3.3.1 改性所用飛灰的無機(jī)組成27
• 3.3.2 原灰及改性飛灰的XRD圖譜27-28
• 3.3.3 原灰及改性飛灰的SEM圖28-29
• 3.3.4 原灰及改性飛灰的N_2吸脫附等溫線29
• 3.3.5 原灰及改性飛灰的BET及孔結(jié)構(gòu)分析29-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 第4章 飛灰和磁珠吸附脫除煙氣中砷的研究31-39
• 4.1 飛灰吸附脫砷性能31-35
• 4.1.1 四種不同的飛灰樣品對砷的吸附性能31-34
• 4.1.2 溫度對砷吸附的影響規(guī)律34-35
• 4.2 飛灰的物理提取產(chǎn)物-磁珠的吸附脫砷性能35-38
• 4.2.1 磁珠與飛灰吸附脫砷性能對比35-37
• 4.2.2 溫度對磁珠吸附脫砷的影響37-38
• 4.3 本章小結(jié)38-39
• 第5章 改性飛灰液相吸附脫砷初探39-44
• 5.1 原灰與改性飛灰的吸附性能對比39-40
• 5.2 不同pH值下合成的Fe/ASOH對脫砷性能的影響40
• 5.3 吸附時間及廢水中的砷濃度對CFA及Fe/ASOH的影響40-42
• 5.4 本章小結(jié)42-44
• 第6章 總結(jié)和展望44-46
• 6.1 本文的研究成果44-45
• 6.2 本文的創(chuàng)新點45
• 6.3 下一步工作及展望45-46
• 參考文獻(xiàn)46-50
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果50-51
• 致謝51

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1 李輝;商博明;徐德龍;馮紹航;王建禮;;粉煤灰中磁珠的微觀結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成[J];礦業(yè)研究與開發(fā);2006年06期

2 王娉;胡s，

本文編號：712349