【摘要】：改革開放以來(lái),中國(guó)的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,大量含氮磷的生活污水和含染料的工業(yè)廢水未經(jīng)處理直接排放進(jìn)入水環(huán)境中。氮磷是引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要因素,而染料大多有三致作用(致癌、致畸、致突變)。因此,氮磷廢水和染料廢水排入水體之前有必要先進(jìn)行處理。天然沸石是一種多孔材料,因其具有較大的比表面積和較高的陽(yáng)離子交換容量而被廣泛應(yīng)用于水處理行業(yè)中。天然沸石能有效地去除陽(yáng)離子污染物;通過改性后,改性沸石對(duì)陰離子污染物也有較好的去除效果。本文制備了鑭-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石、溴化十六烷基吡啶改性沸石、羥基磷灰石-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石,并通過批量吸附實(shí)驗(yàn)考察了鑭-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石對(duì)水中氮磷的吸附作用,以及溴化十六烷基吡啶改性沸石和羥基磷灰石-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石復(fù)合材料對(duì)水中陰離子染料的吸附作用,以期為應(yīng)用改性沸石去除水中氮磷或陰離子染料提供幫助。采用天然沸石、三價(jià)鑭離子、二價(jià)鐵離子、三價(jià)鐵離子等作為原材料,制備了鑭-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石,通過批量吸附實(shí)驗(yàn)考察了該改性沸石對(duì)水中磷酸鹽和銨的吸附作用。結(jié)果表明鑭-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石對(duì)水中的磷酸鹽和氨氮具備較好的吸附去除能力。當(dāng)溶液p H值由6逐漸增加到11時(shí),鑭-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石對(duì)水中磷酸鹽和銨的吸附能力逐漸下降。Langmuir等溫吸附模型能較好的擬合鑭-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石對(duì)水中磷酸鹽和銨的吸附平衡數(shù)據(jù)。根據(jù)Langmuir模型計(jì)算得到的鑭-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石對(duì)水中磷酸鹽和銨的最大單位吸附量分別為12.9 mg/g(以磷計(jì))和6.99 mg/g(以銨計(jì))。鑭-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石對(duì)水中磷酸鹽和銨的吸附動(dòng)力學(xué)過程可以采用準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程較好地描述。升高反應(yīng)溫度增強(qiáng)了鑭-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石對(duì)水中磷酸鹽和銨的吸附。溶液存在的氯離子、硫酸根離子和碳酸氫根離子對(duì)鑭-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石吸附磷無(wú)負(fù)面影響。溶液存在的鉀離子對(duì)鑭-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石吸附銨的負(fù)面影響最大,其次為鈉離子,鈣離子的負(fù)面影響最小。當(dāng)溶液p H值為7時(shí),鑭-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石對(duì)磷和銨的吸附機(jī)制分別是配位體交換作用和陽(yáng)離子交換作用。采用溴化十六烷基吡啶(CPB)對(duì)天然沸石進(jìn)行改性制備得到了CPB改性沸石,通過批量吸附實(shí)驗(yàn)考察了CPB改性沸石對(duì)水中陰離子染料甲基橙的去除作用。CPB改性沸石對(duì)水中甲基橙的吸附能力隨CPB負(fù)載量的增加而增加,CPB負(fù)載量最大的改性沸石對(duì)水中甲基橙的吸附能力最強(qiáng)。雙分子層CPB改性沸石對(duì)水中甲基橙的去除率隨吸附劑投加量的增加而增加,而CPB改性沸石對(duì)水中甲基橙的單位吸附量則隨吸附劑投加量的增加而降低。雙分子層CPB改性沸石對(duì)水中甲基橙的吸附平衡數(shù)據(jù)可以采用Langmuir等溫吸附模型加以描述。根據(jù)Langmuir模型計(jì)算得到的CPB負(fù)載量為341 mmol/(kg沸石)的雙分子層CPB改性沸石對(duì)水中甲基橙的最大吸附容量為63.7 mg/g(303 K和p H 7)。準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型適合用于描述雙分子層CPB改性沸石對(duì)水中甲基橙的吸附動(dòng)力學(xué)過程。p H和反應(yīng)溫度對(duì)雙分子層CPB改性沸石吸附水中甲基橙的影響較小。采用天然沸石、可溶性磷酸鹽、鈣離子、二價(jià)鐵離子、三價(jià)鐵離子做為原材料,制備得到羥基磷灰石-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石,對(duì)該復(fù)合材料進(jìn)行了表征,并考察了該改性沸石對(duì)水中剛果紅的吸附作用。結(jié)果表明,羥基磷灰石-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石對(duì)水中的剛果紅具備良好的吸附能力。當(dāng)p H由3增加到4或由7增加到11時(shí),羥基磷灰石-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石對(duì)水中剛果紅的去除能力下降;當(dāng)p H由4增加到7時(shí),對(duì)剛果紅的吸附能力基本保持不變。羥基磷灰石-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石對(duì)水中剛果紅的去除率隨吸附劑投加量的增加而增加,而對(duì)水中剛果紅的單位吸附量則隨吸附劑投加量的增加而降低。羥基磷灰石-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石對(duì)水中剛果紅的吸附動(dòng)力學(xué)過程可以較好地采用準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型加以描述,對(duì)剛果紅的吸附平衡數(shù)據(jù)可以采用Langmuir和Freundlich等溫吸附模型加以描述。根據(jù)Langmuir模型確定的最大吸附容量為117 mg/g(p H 7和303 K)。羥基磷灰石-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石對(duì)水中剛果紅的吸附是自發(fā)吸熱并伴隨熵增加的過程。當(dāng)p H為7時(shí),羥基磷灰石-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石吸附水中剛果紅的主要機(jī)制包括表面配位作用、氫鍵作用以及路易斯酸堿反應(yīng)。采用熱再生的方法可以使吸附剛果紅后的羥基磷灰石-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石得到再生,熱再生后的改性沸石可以循環(huán)使用并且對(duì)水中剛果紅的吸附性能良好。X射線衍射分析結(jié)果表明羥基磷灰石-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石含F(xiàn)e3O4,具備較高的磁飽和強(qiáng)度。該改性沸石吸附剛果紅后可以很容易地通過外加磁場(chǎng)的作用快速與水溶液分離。綜合以上結(jié)果,鑭-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石適合作為一種吸附劑去除廢水中的氮磷,雙層CPB改性沸石適合作為一種吸附劑去除廢水中的甲基橙,羥基磷灰石-四氧化三鐵聯(lián)合改性沸石適合作為一種吸附劑去除廢水中的剛果紅。
【學(xué)位授予單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X703

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉梅紅;;印染廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J];紡織學(xué)報(bào);2007年01期

2 劉琰;孫德智;;高級(jí)氧化技術(shù)處理染料廢水的研究進(jìn)展[J];工業(yè)水處理;2006年06期

3 趙洪;宋曉莉;劉錦平;張健;;納米二氧化鈦光催化劑處理印染廢水的中試研究[J];工業(yè)水處理;2006年07期

4 聶錦旭;唐文廣;劉立凡;;微波強(qiáng)化有機(jī)改性膨潤(rùn)土對(duì)磷的吸附特性研究[J];環(huán)境工程學(xué)報(bào);2010年08期

5 BART Hans-J銉r(jià)g;;Phosphate removal from wastewater by model-La(Ⅲ) zeolite adsorbents[J];Journal of Environmental Sciences;2008年06期

6 ;Adsorption behavior of phosphate on Lanthanum(Ⅲ) doped mesoporous silicates material[J];Journal of Environmental Sciences;2010年04期

7 邢鋒,丁浩,馮乃謙;活化處理提高天然沸石吸附能力的研究[J];礦產(chǎn)保護(hù)與利用;2000年02期

8 陳志錚;劉勇弟;化艷嬌;錢飛躍;譚亮;;還原鐵法處理印染廢水生化出水及原理[J];環(huán)境化學(xué);2013年03期

9 詹艷慧;林建偉;王虹;王昕睿;黃娜;歐陽(yáng)丹;;四氧化三鐵-沸石復(fù)合材料去除水中銨和磷酸鹽研究[J];上海海洋大學(xué)學(xué)報(bào);2013年03期

10 王宇;諶建宇;李小明;駱其金;楊麒;蔣麗;;鑭改性粉煤灰合成沸石的同步脫氨除磷研究[J];中國(guó)環(huán)境科學(xué);2011年07期

，

本文編號(hào)：2571890