【摘要】：礦業(yè)的開采過程伴隨著酸性礦井水的產(chǎn)生,礦井水通常含有多種重金屬離子,如鋅、銅等重金屬離子。同時(shí),工業(yè)生產(chǎn)過程會(huì)產(chǎn)生工業(yè)固廢物,如鋼渣、粉煤灰等。本文主要研究將工業(yè)固體廢物用于處理酸性礦井水,以達(dá)到以廢治廢的目的。以粉煤灰為活性基質(zhì),以Na2C03為改性劑,通過800℃C高溫加熱的火法改性制得改性粉煤灰。通過FA和MFA對(duì)Cu2+、Zn2+的靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn),由單因素實(shí)驗(yàn)確定了最佳吸附條件和吸附性能,分析了粉煤灰吸附Cu2+、Zn2+的吸附動(dòng)力學(xué)和等溫吸附模型。通過可滲透反應(yīng)墻的動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn),研究了FA、MFA、MFA與鋼渣復(fù)配對(duì)模擬酸性礦井水中Cu2+、Zn2+的吸附效果。在靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)中,單因素結(jié)果顯示,MFA對(duì)模擬廢水處理效果比FA好。對(duì)于體積為100mL,濃度為10mg/L的Cu2+溶液,在溫度為30℃時(shí),最佳條件為:MFA投加量0.2g,pH4,反應(yīng)時(shí)間60min,此時(shí),MFA對(duì)Cu2+的吸附量為4.80mg/g,去除率為96.00%。對(duì)于體積為100mL,濃度為10mg/L的Zn2+溶液,在溫度為30℃時(shí),最佳條件為:投加量0.4g,pH6,反應(yīng)時(shí)間60min,此時(shí),MFA對(duì)Zn2+的吸附量為2.44mg/g,去除率為97.66%。MFA對(duì)Zn2+和Cu2+的吸附過程符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)模擬,在三個(gè)不同溫度下R2均高于0.98,二級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合的顯著性水平高于一級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合和Weber-Morris內(nèi)擴(kuò)散方程擬合,經(jīng)計(jì)算的后的qe與實(shí)測(cè)值比較接近,說明吸附過程主要由化學(xué)吸附控制。Freundlich吸附等溫模型和Langmuir吸附等溫模型都能較好地?cái)M合MFA對(duì)Cu2+和Zn2+的吸附過程,但在同一溫度下Freundlich吸附等溫模型的相關(guān)系數(shù)比Langmuir吸附等溫模型的更高,即MFA對(duì)Cu2+和Zn2+的等溫吸附過程更符合Freundlich吸附等溫模型,說明MFA對(duì)Cu2+和Zn2+的吸附過程可能是多層吸附。吸附量隨溫度升高而增大,說明吸附過程是吸熱反應(yīng),升溫有利于MFA對(duì)Cu2+和Zn2+的吸附。在PRB動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)中,在實(shí)驗(yàn)氣溫8～14℃,進(jìn)水pH為3的條件下,PRB運(yùn)行了 19天。三個(gè)PRB對(duì)Cu2+和Zn2+的去除率在運(yùn)行20h內(nèi)去除率接近100%,在20～200h之間去除率逐漸下降,運(yùn)行200h后趨于穩(wěn)定。其中,在20～200h之間,以FA為填料的①號(hào)PRB對(duì)Zn2+的去除率在5.35%～39.76%之間,對(duì)Cu2+的去除率在48.04%～88.91%之間;;以MFA為填料的②號(hào)PRB對(duì)Zn2+的去除率在30.26%～80.22%之間,對(duì)Cu2+的去除率接近100%;以MFA與鋼渣混合物為填料的③號(hào)PRB對(duì)Zn2+的去除率在27.81%～72.39%之間,對(duì)Cu2+的去除率在98.94%～99.99%之間。三種填料對(duì)Cu2+和Zn2+去除率大小關(guān)系為:MFA鋼渣與MFA混合物FA。三個(gè)PRB對(duì)廢水pH都具有一定調(diào)節(jié)作用,進(jìn)水pH為3,出水pH6.65,模擬PRB實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,改性粉煤灰作為吸附介質(zhì)對(duì)酸性礦井水處理具有可適用性。
【學(xué)位授予單位】：華北科技學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X751

【參考文獻(xiàn)】

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1 萬海洮;徐建平;王兆s

本文編號(hào)：2724392