赤泥陶粒处理含Cr（Ⅵ）废水的吸附和解吸研究

论文摘要

一直以来,对含铬废水的处理研究从未中断。如今,山东铝业集团（山铝）将赤泥制成多孔陶粒,拟用于水处理领域。结合山铝陶粒微孔发达的特点,本试验对山铝陶粒吸附含铬废水的条件和解吸效果进行了研究。从山铝赤泥制备的陶粒中,筛分出的三种不同粒径的陶粒,通过肉眼观察外观和微孔,测定三种陶粒的粒径、比表面积、孔容积、孔径分布和微孔连通率等,优选出陶粒B,其粒径、比表面积、孔容积、微孔连通率分别为1.2mm、8.386m2/g、0.2759mL/g和68%。其最几孔径在100μm左右。通过单因素试验,选取陶粒B进行正交试验。选用L9（34）正交表,选取吸附时间、吸附温度、吸附质浓度、pH值4个试验因素,进行了模拟废水的静态吸附正交试验。正交试验结果表明:对陶粒B吸附Cr（Ⅵ）的影响顺序依次为pH值＞吸附时间＞吸附温度＞吸附质浓度。其中,吸附质浓度对应的R值在数量级上有明显区别,说明在这几个因素里,吸附质浓度对陶粒的吸附影响非常小。正交试验结果确定:对于陶粒B,最佳吸附pH值为4.5;最佳吸附时间为3.0h;最佳吸附质（Cr（Ⅵ））浓度为200mg/L;最佳吸附温度为25℃。Cr（Ⅵ）在陶粒B上的吸附行为可用Freundlich吸附等温线较好地描述。在静态实验中,颗粒内扩散阶段直接影响了对Cr（Ⅵ）的吸附速度和扩散系数。陶粒的比表面积和孔结构对吸附溶液中的吸附效果起着决定性的作用,陶粒比表面积越大,孔结构越发达,则吸附效果越明显。选用中性蒸馏水冲洗解吸、酸洗解吸和碱洗解吸三种方式解吸已吸附饱和的山铝陶粒,结果表明宜选酸洗解吸。相比之下,浸泡2h后的酸洗效果明显优于直接淋洗。经浸泡2h后再进行酸洗,其解吸率在解吸2h时达到最大,之后解吸率略有下降并趋于稳定。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 含铬废税的来源及其危害
• 1.1.1 含铬废水的来源
• 1.1.2 含铬废水的特点及危害
• 1.2 含铬废水的处理方法与研究现状
• 1.2.1 化学处理方法
• 1.2.2 生物吸附法
• 1.2.3 物理方法
• 1.3 陶粒水处理剂的制备及环保意义
• 1.3.1 铝厂赤泥的来源与危害
• 1.3.2 山铝赤泥资源化发展状况
• 1.3.3 山铝陶粒的制备
• 1.4 课题的研究目的、意义及研究内容
• 1.4.1 研究目的和意义
• 1.4.2 研究目标和内容
• 第2章 试验材料、设备及试验方法
• 2.1 试验材料及设备
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 试验设备
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 陶粒表面预处理
• 2.2.2 静态吸附试验
• 2.2.3 吸附实验数据处理方法
• 2.2.4 正交试验及吸附条件优化试验
• 2.2.5 静态解吸试验
• 第3章 模拟废水静态吸附试验研究
• 3.1 最佳陶粒的选择及其表面特性的测定
• 3.1.1 Cr（Ⅵ）测定方法
• 3.1.2 陶粒表面特性的测定
• 3.2 静态吸附条单因素试验
• 3.2.1 吸附pH值试验
• 3.2.2 吸附时间试验
• 3.2.3 吸附温度试验
• 3.2.4 吸附浓度试验
• 3.3 正交试验
• 3.3.1 正交试验设计
• 3.3.2 正交试验步骤
• 3.3.3 正交试验结果与分析
• 3.3.4 吸附动力学模型
• 3.3.5 陶粒吸附Cr（Ⅵ）的机理讨论
• 3.4 本章小结
• 第4章 模拟废水静态解吸试验研究
• 4.1 试验前的准备
• 4.1.1 吸附饱和陶粒的制备
• 4.1.2 解吸率和解吸量的计算
• 4.2 解吸试验及结果分析
• 4.2.1 中性水洗解吸试验与结果分析
• 4.2.2 碱洗解吸试验与结果分析
• 4.2.3 酸洗解吸试验与结果分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 创新点及意义
• 5.3 存在问题与建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 硕士在读期间论文发表情况