重金屬廢水排放不僅造成資源浪費,而且已成為飲用水源最大的安全隱患之一,其治理一直是世界環(huán)保領(lǐng)域的重大課題。目前,重金屬廢水的處理一般采用傳統(tǒng)的石灰中和沉淀等化學法及離子交換、活性炭吸附等物理化學法,存在難以實現(xiàn)深度凈化或成本過高等不足;另外,目前我國廢麥糟年產(chǎn)量已達1000多萬t,大多堆存處置,造成嚴重污染。因此,開展重金屬廢水深度凈化及廢麥糟綜合利用等相關(guān)研究對保護環(huán)境具有重要意義。 基于生物吸附法快速、經(jīng)濟、不可逆、環(huán)境友好等特性以及廢麥糟量大易得的特點,同時為了順應(yīng)我國于2007年7月1日起在全國范圍實施的新的《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2005),即將飲用水砷標準從0.05 mg/L降低到0.01 mg/L,鎘的標準為0.005 mg/L。本課題選擇廢麥糟作為生物吸附劑的原料,以工業(yè)廢水中具有代表性的陰離子砷(Ⅲ,Ⅴ)及陽離子鎘(Ⅱ)為處理對象,提出了“廢麥糟生物吸附劑深度凈化水體中砷、鎘”新思路,系統(tǒng)研究了生物吸附劑處理工藝參數(shù)及凈化機理;突破了傳統(tǒng)工藝處理過程需將As(Ⅲ)氧化成As(Ⅴ)再進行處理的技術(shù)瓶頸,實現(xiàn)了高效凈化脫除水中砷、鎘離子的目標。 研究了廢麥糟...

【文章頁數(shù)】：155 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
前言
第一章 文獻綜述
    1.1 砷、鎘在水體中的污染現(xiàn)狀
        1.1.1 水體中砷的來源
        1.1.2 水體中砷的毒害性
        1.1.3 砷在水體中的污染現(xiàn)狀
        1.1.4 水體中鎘的來源及其毒害性
        1.1.5 鎘在水體中的污染現(xiàn)狀
    1.2 水體中砷、鎘污染的治理現(xiàn)狀
        1.2.1 化學沉淀
        1.2.2 離子交換
        1.2.3 膜分離
        1.2.4 電解法
        1.2.5 氧化法
        1.2.6 活體生物法
        1.2.7 吸附法
    1.3 砷、鎘污染治理的發(fā)展趨勢
    1.4 廢生物吸附材料治理重金屬廢水的應(yīng)用
        1.4.1 死生物體
        1.4.2 樹皮和其他富含丹寧物質(zhì)
        1.4.3 廢麥糟
    1.5 本課題研究意義及內(nèi)容
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 主要研究內(nèi)容和采取的研究方法
第二章 廢麥糟生物吸附劑的結(jié)構(gòu)表征
    2.1 引言
    2.2 廢麥糟的形貌表征
    2.3 廢麥糟表面的普通物理化學特性
    2.4 廢麥糟的電荷表征及其酸堿特性
    2.5 元素分析(ICP)
    2.6 纖維素、半纖維素以及木質(zhì)素的含量測定
    2.7 能譜分析
    2.8 紅外光譜分析
    2.9 小結(jié)
第三章 廢麥糟生物吸附劑深度凈化砷的行為研究
    3.1 引言
    3.2 水體中砷的形態(tài)分布
    3.3 實驗部分
        3.3.1 實驗試劑
        3.3.2 靜態(tài)吸附實驗
        3.3.3 實驗方法
    3.4 實驗工藝條件與影響因素
        3.4.1 改性劑對廢麥糟凈化吸附性能的影響
        3.4.2 酸堿度對廢麥糟吸附性能的影響
        3.4.3 廢麥糟粒度及投加量的影響
        3.4.4 溶液初始濃度及反應(yīng)溫度的影響
    3.5 廢麥糟液相吸附砷的行為剖析
        3.5.1 吸附模型的建立
        3.5.2 吸附熱力學行為
    3.6 廢麥糟深度凈化砷的機理研究
        3.6.1 傅立葉紅外變換光譜(FTIR)分析
        3.6.2 物相分析
        3.6.3 能譜及電鏡分析
    3.7 小結(jié)
第四章 廢麥糟生物吸附劑深度凈化鎘的行為研究
    4.1 引言
    4.2 水體中鎘的形態(tài)分布
        4.2.1 pH對Cd(Ⅱ)離子羥基配位平衡的影響
        4.2.2 pH對Cd(Ⅱ)離子形成羥合配離子形態(tài)的影響
    4.3 實驗部分
        4.3.1 實驗試劑
        4.3.2 靜態(tài)吸附實驗
        4.3.3 實驗方法
    4.4 工藝條件與影響因素
        4.4.1 改性劑的影響
        4.4.2 pH值的影響
        4.4.3 廢麥糟生物吸附劑粒度及投加量的影響
        4.4.4 溶液初始濃度及反應(yīng)溫度的影響
    4.5 廢麥糟深度凈化鎘的行為剖析
        4.5.1 吸附模型的建立
        4.5.2 吸附熱力學行為
    4.6 廢麥糟深度凈化鎘的機理研究
        4.6.1 表面配合作用
        4.6.2 氫氧化物沉淀作用
    4.7 小結(jié)
第五章 廢麥糟生物吸附劑深度凈化砷、鎘的動力學研究
    5.1 引言
    5.2 控制步驟性質(zhì)的確定
        5.2.1 表觀吸附動力學
        5.2.2 微觀吸附動力學
        5.2.3 吸附動力學模型
        5.2.4 反應(yīng)時間對廢麥糟凈化性能的影響
        5.2.5 吸附動力學行為
    5.3 廢麥糟生物吸附劑的動態(tài)吸附性能
        5.3.1 實驗裝置及試驗方法
        5.3.2 廢麥糟凈化效果與流速的關(guān)系
        5.3.3 廢麥糟凈化效果與初始濃度的關(guān)系
        5.3.4 廢麥糟凈化效果與吸附床高度的關(guān)系
    5.4 動態(tài)吸附穿透曲線的數(shù)學模擬
        5.4.1 吸附模型的建立
        5.4.2 模型方程的數(shù)值求解
        5.4.3 穿透曲線模擬結(jié)果與分析
    5.5 小結(jié)
第六章 廢麥糟生物吸附劑的砷、鎘解吸及其循環(huán)利用
    6.1 引言
    6.2 砷、鎘在廢麥糟上的解吸特征研究
        6.2.1 解吸劑及其濃度對解吸率的影響
        6.2.2 反應(yīng)溫度對解吸率的影響
    6.3 廢麥糟生物吸附劑的再生及循環(huán)利用
        6.3.1 廢麥糟生物吸附劑的靜態(tài)吸附、解吸和再生
        6.3.2 麥糟柱動態(tài)解吸、再生及其循環(huán)利用
    6.4 小結(jié)
第七章 廢麥糟生物吸附劑處理砷、鎘實際廢水的工藝
    7.1 引言
    7.2 其它陰、陽離子的影響
        7.2.1 離子強度的影響
        7.2.2 其它共存陰離子的影響
        7.2.3 其它共存陽離子的影響
    7.3 砷、鎘離子共存的行為
    7.4 砷、鎘實際廢水處理效果
        7.4.1 實驗方法
        7.4.2 靜態(tài)吸附性能實驗
        7.4.3 廢麥糟的動態(tài)吸附性能
        7.4.4 毒性特征浸取試驗
    7.5 小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
    8.1 主要結(jié)果與結(jié)論
    8.2 論文的創(chuàng)新點
    8.3 問題與展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間主要的研究成果



本文編號：3766265