本文關(guān)鍵詞：改性稻殼灰對(duì)水中重金屬鉻和汞的吸附作用

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【摘要】：在采礦,電鍍,電池生產(chǎn),冶金等許多行業(yè)所產(chǎn)生的廢水中重金屬汞、鉻的含量較高。重金屬汞、鉻具有毒性大、生物富集作用強(qiáng)以及難降解等特點(diǎn),針對(duì)這些含有重金屬的廢水許多工廠企業(yè)不恰當(dāng)?shù)奶幹锰幚矸绞綄?dǎo)致了大量的土壤和水體污染事件時(shí)常發(fā)生。人類、環(huán)境和動(dòng)植物的健康安全因?yàn)檫@些致癌性和毒性的存在隱藏著巨大的威脅。因此必須找到經(jīng)濟(jì)有效的辦法來去除工業(yè)廢水中的汞和鉻,以便使水資源更好地為人類服務(wù)。傳統(tǒng)的汞、鉻廢水去除方法成本高、操作較復(fù)雜。相比之下,生物吸附法是一種非常簡(jiǎn)便的方法,在操作上也很容易,成本也十分便宜,最終的吸附效果不弱于其他方法,最重要的是不產(chǎn)生二次污染,在去除水中的重金屬方面生物吸附法逐漸受研究者們的關(guān)注,做為吸附領(lǐng)域的佼佼者被學(xué)者們關(guān)注著。實(shí)驗(yàn)中用農(nóng)業(yè)廢棄物的一種常見的生物質(zhì)材料(稻殼燒制的稻殼灰)作為吸附過程所用的吸附劑,分別考察了通過改性后的稻殼灰對(duì)重金鉻離子和汞離子的吸附效果。改性手段即：分別采用氫氧化鈉和氫氟酸對(duì)稻殼灰進(jìn)行改性處理,通過單因素及正交實(shí)驗(yàn)并研究改性稻殼灰作為吸附劑吸附含汞、含鉻量較大的工業(yè)廢水。稻谷在生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生的主要副產(chǎn)物就是稻殼,在全國(guó)尤其東北稻殼的產(chǎn)量很高,并且價(jià)格便宜,非常容易獲得,同時(shí)高溫煅燒后形成的稻殼灰具有很好吸附重金屬功能。因此以稻殼灰作為吸附劑去除含鉻、含汞量較大的工業(yè)廢水中的重金屬離子可以有效地實(shí)現(xiàn)以廢治廢的目的,在實(shí)際的污水處理工藝中這種方法具有一定的實(shí)際意義。通過基本的表征手段-比表面積測(cè)試發(fā)現(xiàn)：RHA/HF(經(jīng)氫氟酸簡(jiǎn)單處理后的稻殼灰)的比表面積最大,RHA/NaOH(氫氧化鈉簡(jiǎn)單處理后的稻殼灰)的比表面積次之,RHA(直接高溫煅燒的稻殼灰)的比表面積最小,然后通過紅外和X衍射表征手段最終確定選用RHA/HF作為最終的吸附劑進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)。在單因素的基礎(chǔ)上進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明RHA/HF吸附含鉻廢水的最佳條件如下：調(diào)節(jié)溶液pH為5,稻殼灰的投加量為20 g/L,轉(zhuǎn)速保持勻速且為120 r/min,吸附時(shí)間為120 min時(shí),氫氟酸處理后的稻殼灰吸附鉻達(dá)到最佳,處理廢水中鉻的初始濃度為5 mg/L時(shí),最大的吸附效率可達(dá)到74.88%。同理,當(dāng)溶液pH調(diào)節(jié)為6,稻殼灰的投加量為30g/L,轉(zhuǎn)速保持勻速且為130 r/min,吸附時(shí)間為100 min時(shí),RHA/HF吸附含汞廢水的效果最好,當(dāng)廢水中汞的初始濃度為3 mg/L最大吸附效率可達(dá)到92.66%。在吸附機(jī)理研究方面,借助掃描電鏡觀察吸附前后稻殼灰的微觀結(jié)構(gòu)；采用紅外光譜儀來分析吸附前后稻殼灰化學(xué)鍵的變化情況,以確定吸附作用的化學(xué)反應(yīng)本質(zhì);利用X射線衍射光譜判斷稻殼灰晶型結(jié)構(gòu)以揭示稻殼灰生物吸附劑對(duì)鉻離子及汞離子的吸附機(jī)理。結(jié)果表明,稻殼的組成成分是常見的纖維素類以及無定型二氧化硅；所以二氧化硅是稻殼灰的主要組成部分。綜上所述,以稻殼灰作為吸附劑去除廢水中的鉻、汞離子實(shí)現(xiàn)了高效凈化鉻、汞廢水的目標(biāo),是一種經(jīng)濟(jì)有效、無二次污染且極具工業(yè)推廣價(jià)值的廢水處理技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】：稻殼灰 吸附 鉻 汞
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 緒論11-22
• 1.1 課題背景11-14
• 1.1.1 鉻對(duì)人體的傷害12-13
• 1.1.2 汞對(duì)人體的傷害13-14
• 1.2 鉻、汞重金屬廢水的傳統(tǒng)處理方法14-19
• 1.2.1 常見的除鉻方法14-17
• 1.2.2 常見的除汞方法17-19
• 1.3 稻殼灰19-21
• 1.3.1 稻殼灰的組成及結(jié)構(gòu)20
• 1.3.2 稻殼灰的應(yīng)用20-21
• 1.4 實(shí)驗(yàn)研究思路21
• 1.5 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容21-22
• 2 改性稻殼灰的制備及表征22-29
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器22
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器22
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品22
• 2.2 改性稻殼灰的制備22-23
• 2.3 稻殼灰的表征23-28
• 2.3.1 掃描電鏡分析23-25
• 2.3.2 紅外光譜分析25-26
• 2.3.3 X射線衍射分析26-27
• 2.3.4 氮?dú)馕矫摳降葴鼐�27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 3 稻殼灰(RHA/HF)對(duì)含鉻廢水的吸附29-36
• 3.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器29
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器29
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品29
• 3.2 廢水中鉻的檢測(cè)方法與標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制29-30
• 3.2.1 廢水中鉻的檢測(cè)方法29-30
• 3.2.2 鉻標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制30
• 3.3 稻殼灰吸附含鉻廢水的單因素實(shí)驗(yàn)30-33
• 3.3.1 pH對(duì)鉻離子的影響30-31
• 3.3.2 稻殼灰(RHA/HF)的投加量對(duì)鉻離子的影響31-32
• 3.3.3 轉(zhuǎn)速對(duì)鉻離子的影響32
• 3.3.4 吸附時(shí)間對(duì)鉻離子的影響32-33
• 3.4 稻殼灰(RHA/HF)吸附鉻的正交實(shí)驗(yàn)33-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 4 稻殼灰(RHA/HF)對(duì)含汞廢水的吸附36-43
• 4.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器36-37
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器36
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品36-37
• 4.2 廢水中鉻的檢測(cè)方法與標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制37
• 4.2.1 水樣的檢測(cè)方法37
• 4.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制37
• 4.3 稻殼灰吸附含汞廢水的單因素實(shí)驗(yàn)37-40
• 4.3.1 pH對(duì)汞離子的影響37-38
• 4.3.2 稻殼灰(RHA/HF)的投加量對(duì)汞離子的影響38-39
• 4.3.3 轉(zhuǎn)速對(duì)汞離子的影響39
• 4.3.4 吸附時(shí)間對(duì)汞離子的影響39-40
• 4.4 稻殼灰(RHA/HF)吸附汞的正交實(shí)驗(yàn)40-42
• 4.5 本章小結(jié)42-43
• 5 吸附機(jī)理的探究43-46
• 5.1 掃描電鏡分析43-44
• 5.2 紅外光譜分析44-45
• 5.3 X射線衍射分析45
• 5.4 本章小結(jié)45-46
• 討論46-47
• 結(jié)論47-48
• 參考文獻(xiàn)48-53
• 附錄53-54
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文54-55
• 致謝55

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：834445