脱水污泥吸附剂吸附镉的效能和机理研究

论文摘要

针对现有镍冶炼含镉污酸处理工艺中存在的流程长、处理后出水中镉离子浓度难以达到《铜、镍、钴工业污染物排放标准》（GB25467-2010）的问题，以城市生活污水处理厂脱水污泥为原料，通过制备方法筛选，制备得到了碱改性污泥吸附剂与碱提取聚合物吸附剂两类用于吸附去除水中镉离子的吸附剂，考察了该两大类吸附剂吸附水中镉离子的吸附效能，探讨了其吸附机理，并开展了脱水污泥吸附剂处理镍冶炼企业含镉污酸的应用研究。研究表明，碱改性污泥吸附剂的Cd2+饱和吸附容量可达0.966mmol/g，吸附剂对水中Cd2+的吸附主要是由于镉钙离子交换、静电吸附与羧基络合作用所导致的。碱提取聚合物吸附剂的Cd2+饱和吸附容量可达1.022mmol/g，其吸附机理主要为羧基的络合作用。采用石灰中和沉淀法与脱水污泥吸附剂吸附相结合处理镍冶炼企业污酸，处理后出水中Cd2+、Ni2+、Cu2+浓度低于《铜、镍、钴工业污染物排放标准》（GB25467-2010）中排放浓度限值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 详细摘要
• Detailed Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 冶炼污酸处理技术现状
• 1.2.1 冶炼污酸的产生工序
• 1.2.2 冶炼污酸处理技术现状
• 1.2.3 存在问题及发展趋势
• 1.3 生物吸附剂研究现状
• 1.3.1 生物吸附剂的类别
• 1.3.2 生物吸附剂的吸附性能
• 1.3.3 生物吸附作用的影响因素
• 1.3.4 吸附机理
• 1.3.5 存在问题及发展趋势
• 1.4 研究目的、意义与内容
• 1.4.1 研究目的、意义
• 1.4.2 研究内容
• 1.4.3 技术路线
• 2 试验材料与方法
• 2.1 实验仪器
• 2.2 化学试剂
• 2.3 实验材料
• 2.4 试验方法
• 2.4.1 生物吸附剂制备方法筛选
• 2.4.2 碱改性污泥类吸附剂的镉吸附效能及机理研究
• 2.4.3 碱提取聚合物吸附剂的镉吸附效能及机理研究
• 2.4.4 脱水污泥吸附剂处理含镉污酸废水应用研究
• 2.5 分析方法
• 2.6 数据处理
• 3 生物吸附剂的制备方法筛选
• 3.1 超声破碎法制备生物吸附剂
• 3.1.1 超声破碎法制备的污泥吸附剂
• 3.1.2 超声破碎法制备的胞外聚合物吸附剂
• 3.2 热提取法制备生物吸附剂
• 3.2.1 热提取法制备的污泥吸附剂
• 3.2.2 热提取法制备的胞外聚合物类吸附剂
• 3.3 碱改性法制备生物吸附剂
• 3.3.1 碱改性法制备的固体类吸附剂
• 3.3.2 碱改性法制备的胞外聚合物类吸附剂
• 3.4 制备方法优选
• 3.5 小结
• 4 碱改性污泥吸附剂吸附镉的效能及机理研究
• 4.1 碱改性污泥吸附剂的镉吸附动力学
• 4.2 碱改性污泥吸附剂的镉等温吸附性能
• 4.2.1 碱改性脱水污泥与脱水污泥等温吸附性能比较
• 4.2.2 碱浓度对吸附剂的镉等温吸附性能的影响
• 4.2.3 碱浓度与吸附剂的吸附容量相关性分析
• 4.2.4 与其它吸附剂的吸附性能比较
• 4.3 碱改性污泥吸附剂的镉吸附效果影响因素
• 4.3.1 反应初始 pH 值的影响
• 4.3.2 吸附剂投加量的影响
• 4.3.3 初始重金属浓度的影响
• 4.4 吸附机理研究
• 4.4.1 离子交换
• 4.4.2 比表面积
• 4.4.3 Zeta 电位
• 4.4.4 FTIR 光谱分析
• 4.5 小结
• 5 碱提取聚合物吸附剂吸附镉的效能及机理研究
• 5.1 碱提取聚合物吸附剂的成分分析
• 5.1.1 碱提取聚合物的 SCOD、TCOD 浓度
• 5.1.2 碱提取聚合物中的蛋白质浓度
• 5.1.3 碱提取物聚合物中的多糖浓度
• 5.1.4 碱提取聚合物中的核酸浓度
• 5.2 碱提取聚合物吸附剂的镉吸附动力学研究
• 5.3 碱提取聚合物吸附剂的镉等温吸附性能研究
• 5.4 操作条件对碱提取聚合物吸附剂的吸附效能影响
• 5.4.1 反应 pH 的影响
• 5.4.2 吸附剂投加量的影响
• 5.4.3 初始镉浓度的影响
• 5.5 碱提取聚合物吸附剂的吸附机理研究
• 5.6 小结
• 6 脱水污泥吸附剂处理含镉污酸应用研究
• 6.1 污酸水质特征分析
• 6.2 含镉污酸处理流程
• 6.3 含镉污酸处理工艺参数优化
• 6.3.1 反应时间对重金属去除效果的影响
• 6.3.2 反应 pH 对重金属去除效果的影响
• 6.3.3 投加量对重金属去除效果的影响
• 6.3.4 混凝剂对吸附剂沉淀效果的影响
• 6.4 吸附重金属后吸附剂的稳定性研究
• 6.5 小结
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 创新点
• 7.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 在学期间参加 研项目
• 在学期间发表 学 论文
• 在学期间申请专利