【摘 要】
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染料废水不仅排放量大,而且难于处理。研究高效、实用的染料废水处理方法,一直是水处理领域的一项重要工作。吸附法对难降解废水具有较好的去除效果,用于染料废水处理的研究也取得较显著的成果。制备性能优异的磁性复合材料是提高吸附法去除效果的关键,近几年备受关注。课题对Fe3O4/CS/ATP磁性复合材料处理刚果红废水的效果及影响因素进行研究,为其在工程应用提供理论依据和参考。试验以刚果红废水作为处理对象,在
【基金项目】
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国家“十三五”水体污染控制与治理科技重大专项项目研究设立《辽河流域水环境风险管理技术集成与验证》（2018ZX07601-001）；
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染料废水不仅排放量大,而且难于处理。研究高效、实用的染料废水处理方法,一直是水处理领域的一项重要工作。吸附法对难降解废水具有较好的去除效果,用于染料废水处理的研究也取得较显著的成果。制备性能优异的磁性复合材料是提高吸附法去除效果的关键,近几年备受关注。课题对Fe3O4/CS/ATP磁性复合材料处理刚果红废水的效果及影响因素进行研究,为其在工程应用提供理论依据和参考。试验以刚果红废水作为处理对象,在实验室通过小试试验,研究Fe3O4/CS/ATP磁性复合材料处理刚果红废水的效果。研究内容包括:Fe3O4/CS/ATP磁性复合材料的制备及吸附性能研究;主要单因素对Fe3O4/CS/ATP磁性复合材料处理刚果红废水效果的影响,响应曲面法优化最佳反应条件;无机离子对处理效果的影响;吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学、吸附机理的分析。采用离子凝聚法制备Fe3O4/CS/ATP磁性复合材料。吸附实验结果表明,Fe3O4/CS/ATP磁性复合材料具备良好的吸附性能。初始p H值、投加量、初始浓度对吸附容量有影响,最大吸附容量为123.12mg/g。经过5次吸附脱附循环实验后,Fe3O4/CS/ATP磁性复合材料仍具有较好的吸附性能。Fe3O4/CS/ATP磁性复合材料对刚果红废水处理效果良好,单因素的影响试验表明,初始p H值、搅拌速度、投加量、反应时间对去除效果有影响。采用响应面法确定的最佳反应条件为:对于色度为424倍,COD为340mg/L的刚果红废水,当初始p H值为8.6,搅拌速度为195r/min,Fe3O4/CS/ATP磁性复合材料投加量为0.10g,反应时间为120min时,色度和COD去除率可以达到91.06%和71.82%。Cl-、SO42-、CO32-和S2-对去除效果有一定的影响。Cl-和SO42-具有压缩双电层,加强静电吸附的作用,从而提高处理效果;而CO32-和S2-是通过水解产生了OH-,抑制了吸附,从而降低处理效果。通过吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学、吸附机理分析,准二级动力学模型和Langmuir模型能较好地描述Fe3O4/CS/ATP磁性复合材料对刚果红的吸附,吸附过程是自发进行的吸热反应,化学吸附起到主要作用,范德华力、静电感应、氢键作用起到辅助作用。Fe3O4/CS/ATP磁性复合材料处理刚果红废水,不仅处理效果好,而且取材廉价易得、绿色环保,还可以重复利用,符合新型复合材料吸附剂的使用需求。该方法在染料废水及难降解废水处理领域具有应用与推广前景。
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