本文選題：硅藻土　切入點(diǎn)：釩　出處：《成都理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：巴關(guān)河渣場(chǎng)作為攀鋼排棄堆放高爐渣的場(chǎng)所,近年來(lái)堆渣量在逐年增大,目前渣場(chǎng)的承載能力已接近其使用極限。在雨水的長(zhǎng)期侵蝕下,渣堆中的重金屬離子會(huì)釋放出來(lái)進(jìn)入礦區(qū)的地表水體,研究已表明,巴關(guān)河渣場(chǎng)附近的土壤和水系沉積物中,釩的污染程度均已達(dá)中—強(qiáng)度污染。釩污染將會(huì)對(duì)人、動(dòng)物和植物產(chǎn)生嚴(yán)重的危害,人或動(dòng)物若攝入過(guò)量的釩,會(huì)引發(fā)如鼻炎、哮喘、結(jié)膜炎、甚至是肺癌等疾病;若植物體內(nèi)的釩過(guò)量,將會(huì)限制其生長(zhǎng),降低農(nóng)作物產(chǎn)量,影響植物對(duì)某些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收,甚至導(dǎo)致植物中毒死亡。特別是該渣場(chǎng)距離最近的民房距離不足300m,V(Ⅴ)的生物毒性強(qiáng),這必將對(duì)附近居民的健康帶來(lái)嚴(yán)重危害,所以對(duì)釩污染的治理目前是刻不容緩!鑒于攀枝花地區(qū)有大量的硅藻土資源,硅藻土以其獨(dú)特的微孔結(jié)構(gòu)、比表面積較大、表面有大量的硅羥基和氫鍵等特點(diǎn)在重金屬污染(特別是陽(yáng)離子形式存在的重金屬離子)中有廣泛應(yīng)用,因此本文擬優(yōu)選攀枝花地區(qū)的硅藻土通過(guò)改性研究為當(dāng)?shù)氐拟C污染治理提供技術(shù)支撐,并可推廣應(yīng)用于我國(guó)其他資源豐富地區(qū)的污染治理,具有典型性和重要的示范意義。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)優(yōu)選了米易硅藻土,在查明其基本性狀的基礎(chǔ)上,分別進(jìn)行了熱處理改性、鹽酸改性、硫酸亞鐵改性和硝酸鐵改性,通過(guò)靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)優(yōu)選出吸附效果好的硝酸鐵改性方法,并結(jié)合XRD物相分析、XRF成分分析、SEM形貌分析、比表面積分析和ICP-OES分析等分析方法進(jìn)行了表征,進(jìn)而研究了吸附時(shí)間、釩的初始濃度、pH值和溫度等對(duì)硝酸鐵改性硅藻土吸附性能的影響,對(duì)吸附機(jī)理進(jìn)行了初步探討,并用野外中試試驗(yàn)驗(yàn)證了動(dòng)態(tài)淋濾下硝酸鐵改性硅藻土對(duì)V(Ⅴ)具有良好的吸附效果。研究結(jié)果如下:(1)米易硅藻土主要由直鏈藻、圓盤(pán)藻、冠盤(pán)藻和小環(huán)藻等硅藻構(gòu)成,晶化現(xiàn)象明顯,其SiO2含量71.0617wt%,其次含有Al2O3(12.7096wt%)、Fe2O3(3.8894 wt%)、K2O(1.9089 wt%)和MgO(1.1524 wt%)等雜質(zhì)。(2)鑒于米易硅藻土原礦晶化現(xiàn)象明顯,400℃熱處理改性進(jìn)一步加強(qiáng)了其晶化程度,降低了比表面積,因此不利于提高其吸附性能;鹽酸處理改性較明顯地提高了其比表面積,有利于提高其吸附效果,但是提高程度有限。(3)與硫酸亞鐵相比,硝酸鐵改性硅藻土對(duì)V(Ⅴ)的吸附效果優(yōu)異得多,在鐵離子濃度為0.5mol/L時(shí),硝酸鐵改性硅藻土對(duì)V(Ⅴ)的單位吸附量是未改性的5.6倍,而硫酸亞鐵改性的硅藻土對(duì)V(Ⅴ)的單位吸附量?jī)H僅是未改性的1.7倍。(4)硝酸鐵改性硅藻土的負(fù)載物為納米級(jí)α-Fe2O3和α-FeOOH,負(fù)載后SiO2的特征衍射峰強(qiáng)度明顯弱化,但比表面積由之前的17.869m2/g陡增至95.684m2/g,對(duì)V(Ⅴ)的單位吸附量是未改性的45倍。(5)時(shí)間為12h后,硝酸鐵改性米易硅藻土對(duì)V(Ⅴ)的吸附逐漸達(dá)到吸附平衡,該過(guò)程更符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,表明該吸附過(guò)程中存在化學(xué)吸附,平衡吸附量Qe=42.23mg/g;改性硅藻土對(duì)V(Ⅴ)的吸附量隨溫度的升高而降低,該吸附特征更符合Langmuir等溫方程式,為單分子層吸附;該吸附過(guò)程是自發(fā)進(jìn)行的且屬于放熱反應(yīng),在相同溫度下隨著V(Ⅴ)初始濃度的從46.35mg/L、101.40mg/L和122.60 mg/L的遞增,自發(fā)性呈降低趨勢(shì);p H值為4時(shí),其對(duì)V(Ⅴ)的吸附量達(dá)到本實(shí)驗(yàn)的峰值47.28mg/g。(6)用自研制的淋濾罐(直徑為1.0m,高度1.70m,有效容積約為1.2m3)在野外對(duì)釩超標(biāo)的水進(jìn)行了中試試驗(yàn),在歷時(shí)92d,總處理水量為275噸后,處理液中V(Ⅴ)的濃度仍低于生活用水的50μg/L安全限額,且此時(shí)的去除率仍高于50%,說(shuō)明硝酸鐵改性硅藻土在動(dòng)態(tài)淋濾中對(duì)V(Ⅴ)仍有良好的處理效果。
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【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：X703;O647.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1635499