本文關(guān)鍵詞：微波活化粒狀赤泥并應(yīng)用于廢水凈化的基礎(chǔ)研究

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【摘要】：近來,將氧化鋁生產(chǎn)過程中排放的廢渣赤泥,應(yīng)用于吸附凈化含重金屬離子和有機(jī)物的廢水,已經(jīng)成為赤泥綜合利用的熱點(diǎn)研究方向之一。但由于存在活化難、分離難、循環(huán)利用難和機(jī)理不清等關(guān)鍵問題,無法實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。本研究利用微波造孔活化技術(shù),在不添加造孔劑的情況下,使粒狀赤泥(GRM)內(nèi)部急劇產(chǎn)生水蒸氣、有機(jī)物揮發(fā)而爆發(fā)形成微孔和通道,實(shí)現(xiàn)造孔活化和強(qiáng)化,把GRM制成高強(qiáng)度多孔吸附劑,應(yīng)用于有機(jī)廢水的吸附凈化。研究結(jié)論如下：利用XRD、SEM、FTIR等方法對制備的GRM進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,該GRM在不添加造孔劑的條件下,與采用常規(guī)加熱作為活化方式的GRM相比,采用微波加熱作為活化方式的GRM,強(qiáng)度與比表面積均優(yōu)于常規(guī)加熱的GRM,在宏觀上形成了相互貫通的2mm、0.2mm和0.05mm左右的大孔,在微觀上孔通道清晰,這有利于待吸附廢水進(jìn)入顆粒內(nèi)部。微波加熱優(yōu)化條件為500℃C,2.6kW,保溫30min。然后,進(jìn)行了微波活化后GRM的靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)。研究了振蕩時(shí)間、亞甲基藍(lán)(MB)初始濃度、GRM添加量、MB初始pH值和溶液溫度對MB去除率的影響；Van't Hoff方程可以對吸附過程進(jìn)行熱力學(xué)計(jì)算,在不同溫度下獲得的吸附平衡數(shù)據(jù)可以用Langmuir和Freundlich吸附模型來處理；吸附動(dòng)力學(xué)可以用準(zhǔn)一級、準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)模型。結(jié)果顯示,其靜態(tài)吸附過程符合Freundlich模型,在293、303和313K三個(gè)不同溫度下的飽和吸附量分別為7.3670、9.0975和9.9771 mg/g,是一個(gè)自發(fā)的吸熱反應(yīng)；其動(dòng)力學(xué)行為遵循準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)方程,吸附速率限制步驟為膜擴(kuò)散。最后,動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)探討了填料柱高度、MB流速和初始濃度對穿透曲線影響；分別用BDST模型、Thomas模型對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,獲得了相關(guān)參數(shù),對吸附后的GRM填料柱進(jìn)行了再生實(shí)驗(yàn)。穿透時(shí)間可以用BDST模型進(jìn)行預(yù)測,誤差在5%以下；GRM對MB的吸附動(dòng)力學(xué)用Thomas模型進(jìn)行描述,得出當(dāng)MB溶液初始濃度為100、150和200 mg/L時(shí)的平衡吸附容量分別為5.0117、4.4915和3.5357 mg/g。采用pH=3的稀硝酸溶液可對吸附后的吸附柱實(shí)現(xiàn)脫附,表明GRM可以重復(fù)使用。
【關(guān)鍵詞】：微波 赤泥 吸附劑 有機(jī)廢水
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703;X758
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-30
• 1.1 氧化鋁的生產(chǎn)工藝及赤泥的來源10-13
• 1.2 赤泥的物理化學(xué)性質(zhì)13-15
• 1.3 赤泥的危害及利用現(xiàn)狀15-21
• 1.4 染料廢水處理的研究進(jìn)展21-24
• 1.5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)分析24-27
• 1.6 本課題的目的意義與研究內(nèi)容27-30
• 第二章 實(shí)驗(yàn)方法與研究內(nèi)容30-42
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑30-31
• 2.2 GRM吸附劑的制備31-32
• 2.3 亞甲基藍(lán)溶液的配置32-34
• 2.4 靜態(tài)試驗(yàn)分析方法34-38
• 2.5 動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)分析方法38-39
• 2.6 本章小結(jié)39-42
• 第三章 粒狀赤泥吸附劑的制備及造孔機(jī)理42-56
• 3.1 粘結(jié)劑的確定42-43
• 3.2 微波活化條件的確定43-46
• 3.3 表征及分析所制備的GRM吸附劑46-51
• 3.4 微波活化機(jī)制51-53
• 3.5 造孔機(jī)理討論53-54
• 3.6 本章小結(jié)54-56
• 第四章 粒狀赤泥吸附劑吸附亞甲基藍(lán)的靜態(tài)試驗(yàn)研究56-68
• 4.1 引言56
• 4.2 影響GRM吸附劑吸附亞甲基藍(lán)的因素56-61
• 4.3 GRM吸附劑吸附亞甲基藍(lán)的熱力學(xué)研究61-65
• 4.4 GRM吸附劑吸附亞甲基藍(lán)的動(dòng)力學(xué)研究65-67
• 4.5 GRM吸附劑吸附亞甲基藍(lán)的吸附機(jī)理67-68
• 第五章 粒狀赤泥吸附劑吸附亞甲基藍(lán)的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)研究68-78
• 5.268-73
• 5.3 填料柱的再生73-76
• 5.4 本章小結(jié)76-78
• 第六章 結(jié)論與展望78-82
• 6.1 結(jié)論78-79
• 6.2 展望79-82
• 第七章 總結(jié)與體會(huì)82-84
• 致謝84-86
• 參考文獻(xiàn)86-94
• 附錄94-96

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本文編號：604592