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以草甘膦为代表的有机磷农药废水成分复杂、有机物浓度高、毒性大,这类废水的排放严重污染了地表水和地下水。对此类废水的处理通常采用物化预处理和生化处理的组合工艺,但随着经济的进一步增长,环境质量要求的不断提高,其生化尾水(COD一般80~100mg/L)需进一步有效的深度处理,进而实现部分废水的回用和资源化。众多深度处理方法中以吸附法最为经济、有效,常用的吸附剂主要有活性白土、硅藻土、活性氧化铝、活性炭、沸石分子筛和吸附树脂等。活性炭是尾水深度处理技术中最常用的吸附剂,其具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积且能耐酸耐碱、性质稳定,其中粉末活性炭具有更大的比表面积,价格低廉,能很好的适应短期的或突发性的污染,但未经改性的粉末活性炭存在吸附易饱和、难再生、难固液分离的问题。 针对以上难题,本论文采用共沉淀法制备了一系列磁性粉末活性炭,并采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)、表面积测定(BET)、X射线衍射(XRD)和磁滞回归等现代分析手段对其进行表征,通过磁性粉末活性炭的吸附等温线、吸附动力学和单因素试验来研究其对草甘膦的吸附性能,并采用湿法微波再生、微波联合双氧水再生、微波联合芬顿试剂再生的方法研究磁性粉末活性炭的再生性能。研究结果表明: (1)本论文采用共沉淀法成功制备了Fe3O4磁性粉末活性炭和MnFe2O4磁性粉末活性炭,可用永磁体将其从溶液中迅速分离;通过SEM电镜观察,可明显看到磁性颗粒物覆盖在粉末活性炭的表面,其中MnFe2O4磁性粉末活性炭表面的磁性颗粒分布得更均匀一些;通过BET表面积测定发现磁性粉末活性炭比原粉末活性炭的平均直径略有增加,比表面积和总孔容有所降低;通过XRD证实覆盖在磁性粉末活性炭表面的分别为Fe3O4和MnFe2O4;磁滞回归线表明MnFe2O4磁性粉末活性炭的磁性明显优于Fe3O4磁性粉末活性炭的磁性。 (2)制备的Fe3O4、MnFe2O4磁性粉末活性炭对草甘膦的吸附能力均随着磁性粒子含量的增加而增大,其最大吸附能力是原粉末活性炭的2~3倍,两种体系的磁性粉末活性炭对草甘膦的吸附均吻合Langmuir吸附等温式;Fe3O4、MnFe2O4磁性粉末活性炭对草甘膦的吸附分别在480min和600min时达到吸附平衡,吸附动力学均符合准二级吸附动力学模型;Fe3O4、MnFe2O4磁性粉末活性炭对草甘膦的吸附能力随着磁性粉末活性炭的增加而下降,随着pH值的上升而下降,随着温度的上升而增大,Fe3O4磁性粉末活性炭的吸附效果略微优于MnFe2O4磁性粉末活性炭的吸附效果。 (3)在微波联合溶剂再生时,磁性活性炭对草甘膦的吸附能力均随着吸附次数的增加而降低;湿法微波再生下,Fe3O4磁性粉末活性炭再生1次后,对草甘膦的吸附能力就下降到50%以下,MnFe2O4磁性粉末活性炭再生3次后,对草甘膦的吸附能力下降到50%左右,二者此后皆没有再生的必要;微波联合双氧水再生下,Fe3O4磁性粉末活性炭再生1~2次后,对草甘膦的吸附能力下降了超过50%,MnFe2O4磁性粉末活性炭再生2次后,对草甘膦的吸附能力也下降到55%左右,二者此后也没有必要进一步再生;微波联合芬顿试剂再生下,Fe3O4磁性粉末活性炭再生3~4次后,对草甘膦的吸附能力降到50%左右,没有必要再对其进行再生,MnFe2O4磁性粉末活性炭再生4次后,对草甘膦的吸附能力依然处于60‰75%,可进一步对其再生。Fe3O4磁性粉末活性炭再生方法的优劣顺序为:微波联合芬顿试剂再生>微波联合双氧水再生>湿法微波再生,MnFe2O4磁性粉末活性炭再生方法的优劣顺序为:微波联合芬顿试剂再生>湿法微波再生>微波联合双氧水再生;MnFe2O4磁性粉末活性炭的再生效果略微优于Fe3O4磁性粉末活性炭的再生效果,二者再生后的磁性能依然非常好。