本文關(guān)鍵詞：鋯改性凹土對水體與底泥中重金屬的吸附與固定效果研究

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【摘要】：水體重金屬污染已是當今世界面臨的主要環(huán)境問題之一,嚴重影響人們的生產(chǎn)和生活活動。黏土礦物因其具備無毒、廉價等特點越來越多地被應(yīng)用到環(huán)境重金屬的治理和修復(fù)中。針對目前污水與底泥中出現(xiàn)的多種重金屬復(fù)合污染問題,本論文以凹凸棒黏土為材料,采用鋯改性的方法,研究鋯改性凹凸棒對水體與底泥中砷、鉛與鎘的污染控制。研究發(fā)現(xiàn),當凹凸棒與氧氯化鋯質(zhì)量比為1：2時所制備的鋯改性凹凸棒(Zr-ATP)對As3+、Ass+、Pb2+、Cd2+均有較好的吸附性能,這主要是由于納米鋯離子已經(jīng)成功負載到凹凸棒的納米孔道中,增強了原狀凹凸棒(ATP)的活性,從而增加了Zr-ATP對重金屬的吸附容量。批處理實驗表明,Zr-ATP對As3+、As5+、Pb2+、Cd2+等溫吸附符合Freundlich吸附等溫線模型,吸附動力學(xué)實驗表明,Zr-ATP對As3+、As5+、Pb2+、Cd2+動力學(xué)吸附符合準二級動力學(xué)方程,相關(guān)系數(shù)都達到0.999以上,當吸附劑投加量為8g/L,Zr-ATP對As3+、As5+、Pb2+、Cd2+吸附最優(yōu)。經(jīng)過3次脫附試驗后,Zr-ATP對As3+、As5+、Pb2+、Cd2+仍有較好的吸附性能,表明Zr-ATP吸附劑有良好的再生循環(huán)性能。從實際應(yīng)用的角度考慮,對ATP進行混合造粒,并采用低溫(200℃)燒結(jié)處理,制備不易水解的顆粒態(tài)凹凸棒,對顆粒凹凸棒進行鋯改性處理,制備顆粒態(tài)鋯改性凹凸棒顆粒,基于固定柱吸附動態(tài)試驗,研究制備材料對不同重金屬的吸附效果。結(jié)果表明,適宜水流速為5.0ml/min, Zr-ATP吸附劑延長了穿透時間,提高了吸附劑的飽和吸附量,Zr-ATP吸附劑對As3+、As5+、Pb2+、Cd2+的飽和吸附量分別增加了40.87%、63.75%、30.21%、48.15%,由于吸附劑與重金屬離子接觸時間短,導(dǎo)致動態(tài)吸附量遠低于靜態(tài)吸附量。采用不同種類凹凸棒(白云石凹凸棒、700℃熱改性凹凸棒、ATP、Zr-ATP)和原狀沸石6種材料對復(fù)合污染底泥進行固定化試驗,并基于BCR形態(tài)提取研究底泥中重金屬的形態(tài)變化。結(jié)果表明,隨著固化劑添加量的增加,固化劑對底泥的固化效果越好,當Zr-ATP固化劑施加量為10%時,6種固化劑對底泥的固化效果最好,6種材料中Zr-AT能顯著降低底泥中酸可提取態(tài)的鉛和鎘,使酸可提取態(tài)的鉛和鎘降低14.75%和28.99%,殘渣態(tài)的鉛和鎘增加了11.22%和6.58%,毒性浸出程序?qū)嶒?TCLP)表明,鉛和鎘的TCLP浸出量減少了62.04%、85.32%。生物評估研究方法(SBET)表明,鉛和鎘浸出量減少了63.60%和51.48%,這些結(jié)論表明,固化劑不僅改變了底泥中重金屬鉛、鎘的形態(tài)百分含量,而且降低底泥中重金屬的生物有效性。
【關(guān)鍵詞】：鋯改性凹凸棒石 重金屬 吸附固定 底泥 生物有效性
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X52;O647.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.2 重金屬污染的治理方法及比較11-15
• 1.2.1 物理化學(xué)法11-12
• 1.2.2 化學(xué)法12-13
• 1.2.3 生物法13
• 1.2.4 底泥異位修復(fù)技術(shù)13
• 1.2.5 底泥原位處理技術(shù)13-15
• 1.3 天然黏土礦物吸附劑的研究及應(yīng)用15-17
• 1.3.1 膨潤土的研究及應(yīng)用15
• 1.3.2 沸石的研究及應(yīng)用15-16
• 1.3.3 海泡石的研究及應(yīng)用16
• 1.3.4 凹凸棒的研究及應(yīng)用16-17
• 1.4 課題研究意義及主要內(nèi)容17-19
• 1.4.1 課題研究意義17-18
• 1.4.2 課題研究主要內(nèi)容18-19
• 2 鋯改性凹凸棒石除砷、鉛、鎘的性能研究19-40
• 2.1 引言19
• 2.2 材料與方法19-22
• 2.2.1 試劑及儀器19-20
• 2.2.2 方法20-22
• 2.3 結(jié)果與討論22-39
• 2.3.1 鋯改性凹凸棒制備影響因素22-24
• 2.3.2 吸附條件對Zr-ATP吸附劑除砷性能的影響24-31
• 2.3.3 吸附條件對鋯改性凹凸棒吸附鉛、鎘的影響31-37
• 2.3.4 脫附及再生實驗37
• 2.3.5 鋯改性凹凸棒吸附機理的研究37-39
• 2.4 小結(jié)39-40
• 3 鋯改性凹凸棒的顆�；俺U、鎘的實驗研究40-55
• 3.1 引言40
• 3.2 材料和方法40-43
• 3.2.1 材料及儀器40-42
• 3.2.2 方法42-43
• 3.3 結(jié)果與討論43-52
• 3.3.1 燒結(jié)溫度對凹凸棒顆粒散失率的影響43-44
• 3.3.2 Zr-ATP對砷的動態(tài)吸附實驗44-48
• 3.3.3 鉛、鎘動態(tài)吸附實驗48-52
• 3.4 吸附劑的解析和再生52-53
• 3.5 小結(jié)53-55
• 4 重金屬污染底泥固化劑優(yōu)選55-68
• 4.1 引言55
• 4.2 材料與方法55-58
• 4.2.1 試劑及儀器55-56
• 4.2.2 方法56-58
• 4.3 結(jié)果與討論58-66
• 4.3.1 底泥的基本理化性質(zhì)58-59
• 4.3.2 實驗污染底泥的制備59
• 4.3.3 底泥重金屬固化劑種類59-64
• 4.3.4 不同固化劑對重金屬的固化效果分析64-66
• 4.4 小結(jié)66-68
• 5 結(jié)論與展望68-71
• 5.1 結(jié)論68-69
• 5.2 創(chuàng)新點69
• 5.3 展望69-71
• 致謝71-72
• 參考文獻72-77

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