污泥吸附剂对印染废水的吸附性能研究

论文摘要

本文以污水处理厂的消化污泥为原料,分别通过干化处理、酸洗和碱洗改性制备了干化污泥吸附剂、质子化污泥吸附剂和碱化污泥吸附剂。并用氮吸附等温线和红外光谱（IR）对其结构进行了表征,用差热分析仪测定了其热稳定性。结果表明,制备的三种污泥吸附剂含有丰富的中孔,同时也含有大孔和少量微孔;BET吸附模型计算表明,碱化污泥吸附剂比表面积大于干化污泥和质子化污泥吸附剂;差热分析证实,污泥吸附剂具有热稳定性。以干化污泥、质子化污泥和碱化污泥为吸附剂,研究了其对亚甲基蓝、结晶紫和孔雀石绿溶液的吸附作用,结果表明,去除率都在85%以上。染料的初始浓度、吸附时间、吸附温度、pH值及盐浓度对吸附均存在一定的影响。三种污泥吸附剂对亚甲基蓝的吸附时间比较长,都在14h左右。碱化污泥对孔雀石绿的吸附时间最短,2h左右就可达到吸附平衡。对于pH值的影响,在中性和弱碱性环境下有利于污泥吸附剂对染料的吸附。盐的存在对于污泥吸附剂吸附染料废水存在一定抑制作用。吸附过程可以用Langmuir和Freundlich等温吸附方程进行描述。温度的升高不利于吸附过程的进行,在温度为298K时,干化污泥、质子化污泥、碱化污泥对亚甲基蓝的最大吸附量分别为88.50mg·g-1、53.19 mg·g-1、114.9 mg·g-1,干化污泥、质子化污泥、碱化污泥对结晶紫的最大吸附量分别为62.89mg·g-1、57.80mg·g-1、142.9 mg·g-1,干化污泥、质子化污泥、碱化污泥对孔雀石绿的最大吸附量分别为149.3mg·g-1、57.14 mg·g-1、151.5 mg·g-1。根据温度对吸附的影响计算了三种污泥吸附剂对三种染料的表观吉布斯自由能变化、焓变以及熵变,结果表明三种污泥吸附剂对三种染料的吸附过程都是自发进行的,是放热过程,是熵减小的过程。根据其时间对吸附的影响由计算结果得到三种污泥对三种染料的吸附过程符合二级动力学模型。消化污泥作为一种以废治废的廉价吸附剂,可以有效地处理印染废水。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 印染废水的特征及处理方法
• 1.2.1 印染废水的来源及分类
• 1.2.2 染料废水的性质
• 1.2.3 处理印染废水的方法
• 1.3 吸附法在印染废水中的应用
• 1.4 污泥特性及处置方法
• 1.4.1 污泥的组成及特征
• 1.4.2 污泥利用的方法
• 1.4.2.1 土地填埋
• 1.4.2.2 农田利用
• 1.4.2.3 海洋排放
• 1.4.2.4 污泥焚烧
• 1.4.2.5 其他处置方法
• 1.4.3 污泥在印染废水中的应用
• 1.5 选题依据
• 1.6 研究目的
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验仪器与试剂
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 试剂
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 消化污泥的成分及预处理
• 2.2.2 吸附剂的制备方法
• 2.2.3 吸附剂的结构表征
• 2.2.4 吸附剂对染料废水的静态吸附实验方法
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 吸附剂的结构表征
• 3.1.1 吸附剂的孔隙结构研究
• 3.1.1.1 吸附剂的吸脱附等温线
• 3.1.1.2 吸附剂的孔径分布
• 3.1.1.3 红外光谱（IR）分析
• 3.1.1.4 热分析
• 3.2 吸附剂对模拟染料废水的吸附性能研究
• 3.2.1 吸附影响因素
• 3.2.1.1 初始浓度对吸附效果的影响
• 3.2.1.2 吸附时间对吸附效果的影响
• 3.2.1.3 吸附温度对吸附效果的影响
• 3.2.1.4 pH值对吸附效果的影响
• 3.2.1.5 盐浓度对吸附效果的影响
• 3.2.3 等温吸附模型
• 3.2.4 热力学模型
• 3.2.5 动力学模型
• 结论与建议
• 参考文献
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 致谢