新型多胺类螯合树脂对水中重金属和酚类复合污染物的吸附特性和作用机理

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mm7458106
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
重金属离子和酚类有机物复合污染主要来源于污水处理厂的污泥、城市生活垃圾、农药的施用以及工业废水等,因其具有难降解性、持久性和高毒性,引起环保界高度重视。常规的对重金属有机物复合污染废水的处理方法存在工艺复杂、运行费用高、易造成二次污染等问题而进一步增加了处理难度。因此开发出针对重金属有机物复合污染废水的资源化、无害化处理新技术具有重大意义。多胺类螯合树脂吸附法以其高吸附量、可回收资源等优势在废水控制中广泛运用,同时多胺螯合树脂具有弱碱交换和配位双重功能基团,对重金属离子和酚类污染物均有较优吸附。  本文以Cu(Ⅱ)和对硝基酚(PNP)、邻硝基酚(ONP)、对苯二酚(HQ)和邻苯二酚(CAT)为代表性污染物,筛选不同类型含氮树脂,最终优选可同时高效去除重金属和酚类有机物的自合成的多胺类螯合树脂CEAD,并研究其对单双组份Cu(Ⅱ)和酚类的吸附特性和影响规律(pH、初始浓度、温度、平衡时间、动态柱吸附),对重金属和酚类复合污染控制提供重要的理论指导。单双组份重金属离子的静态实验结果表明:溶液pH值为5的时候CEAD对Cu(Ⅱ)的吸附量最大,CEAD树脂对Cu(Ⅱ)的吸附量随温度升高而增大,吸附等温线Langmuir模型拟合效果较好,单组份的吸附容量达1.781 mmol/g,吸附在36h达到平衡,准二级动力学适用于描述动力学吸附过程。双组份PNP、ONP的存在均促进了Cu(Ⅱ)的吸附,促进率最大达7%、5%,CAT在Cu(Ⅱ)4.0mM浓度下促进率达20%,随着Cu(Ⅱ)浓度超过4.0mM,会降低27%的Cu(Ⅱ),的吸附量,HQ对Cu(Ⅱ)吸附的抑制率也约为26%。表征分析得到单双组份中Cu(Ⅱ)与CEAD上的胺基发生配位螯合作用,且PNP、ONP对双组份Cu(Ⅱ)的吸附促进作用是因为固相吸附上去PNP和ONP的酚羟基为Cu(Ⅱ)提高新活性位点,促进Cu(Ⅱ)的吸附,而CAT对Cu(Ⅱ)的促进作用除了酚羟基的位点桥连,还包括溶液中和Cu(Ⅱ)形成[CAT-Cu]络合物,再以[CAT-Cu]整体吸附到树脂上。单双组份酚类的静态实验结果表明:溶液pH值为5的时候CEAD对PNP、ONP、HQ和CAT这四种酚类的吸附量最高,树脂对PNP和ONP的吸附量随温度升高而降低,对HQ和CAT的吸附量却随温度升高而升高,Freundlich模型对吸附等温线的拟合效果较好,对四种酚类的最大饱和吸附量顺序为ONP>PNP>HQ>CAT。表征分析得到单双组分中酚类时通过酚羟基与中性和质子化的胺基分别发生氢键和静电作用,以及酚类的苯环与树脂骨架上的苯环发生π-π作用等方式吸附到树脂上。双组份PNP和ONP的吸附量明显下降,这主要因为与Cu(Ⅱ)竞争相同的胺基吸附位点导致的。而双组份中HQ和CAT的吸附量上升,则是因为吸附在树脂上的Cu(Ⅱ)为HQ和CAT提供新位点,促进其吸附。Cu(Ⅱ)和PNP/CAT的动态吸附脱附分离实验结果表明CEAD树脂对Cu(Ⅱ)/PNP以及Cu(Ⅱ)/CAT模拟废水具有优秀的分离性能,在本文的操作条件下,动态穿透穿透点分别出现在出水体积17BV/33BV和84BV/71BV;吸附终点则分别是1022BV/380V和1150BV/500BV,计算出饱和吸附量分别是1.110mmol/g/1.062mmol/g和1.23 mmol/g/1.027mmol/g,动态吸附中PNP和CAT均促进了Cu(Ⅱ)在CEAD吸附,而Cu(Ⅱ)抑制了PNP的吸附却促进了CAT的吸附。对于Cu(Ⅱ)/PNP和Cu(Ⅱ)/CAT体系利用NaClO3和的HCl以及NaOH和的HCl的碱/盐/酸的组合能实现重金属和酚类有机物的分步脱附和回收,回收率均能达到90%以上。
其他文献
近年来,以各种石油衍生物为原料生产的聚合物受到了广泛的应用,但这些材料在使用后所带来的“白色污染”问题也日益严峻。随着人们环保意识的提升,采用基于可再生资源生产的环境友好材料代替传统的石油基塑料受到了广泛关注。其中聚乳酸这种具有高度生物安全性、相容性的环境友好材料,最具研究价值和应用潜力。目前,聚乳酸材料主要通过具有生理毒性的Sn(Ⅱ)类化合物催化合成,采用无毒有机催化剂代替传统的Sn(Ⅱ)类催化
近年来天然水体硝酸盐超标事件频发,对生态环境和人造成了各种直接或潜在的危害。去除水中硝酸根离子的方法包括化学还原法,生物脱氮法,反渗透法,电渗析法等、吸附法等。其中离子交换树脂因其机械强度好、交换容量大、运行效果稳定等优点,可以作为去除水中硝酸根离子的优选方法。但是现有的苯乙烯系阴离子交换树脂,其离子交换容量在合成过程中受限于氯球的氯甲基团的数量,难以进一步提高,从而影响树脂对硝酸根离子的吸附容量
学位
学位
论企业不可或缺的组成成分,那就是内部控制、风险管理.要在当今社会的企业中脱颖而出,一定要恰当处理二者的关系,方可推进企业向好发展.本文对企业内部控制及风险管理面对的
在社会与产业生态链中,再生资源回收利用产业属于十分关键的部分,也是建设资源节约型与环境友好型社会的新型产业.对此,本文在此基础上分析了再生资源行业生态产业链构建的基
本实验采用长光程气体反应池对除草剂2甲4氯(MCPA)在常温常压下与OH自由基的气相实验进行模拟,并测量得到了反应的速率常数:(2.67±0.66)×10-11cm3s-1molecule-1,并计算得到了M
据新华社报道 国务院关税税则委员会2月6日发布公告,调整对原产于美国约750亿美元进口商品的加征关税措施,自2020年2月14日1 3时01分起,2019年9月1日起已加征10%关税的商品,加
期刊
制备了以膨胀石墨(EG)为填料,不饱和聚酯(UPR)为基体的导电复合材料,并探讨了该复合材料的固化问题和浇铸成型工艺。运用SEM、XRD、TGA等手段研究了EG/UPR复合材料的微观结构、
本文通过对荣华二采区10
期刊