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化工废水具有排放量大,毒性大,有机物浓度高,含盐量大等特点。这些有害物质会通过食物链进入人体,具有致癌,致畸,致突变性,对人类和环境构成很大的威胁。必须要对其进行有效地处理。 目前,主要是采用预处理和生化处理的工艺,但是其生化尾水通常还是会含有一些生物难降解的物质。直接排放会带来危害,因此,需要对化工尾水进行深度处理,目前,吸附法是最有效的深度处理技术,具有成本低,操作简单,设备简单等优点。硅藻土是由硅藻以及其它微生物的硅质遗骸组成的生物硅质岩,它作为吸附剂具有储量大,孔径大,比表面积大等优点,但是,未经改性的硅藻土吸附效果较差,而且可能含有伴生杂质,因此必须对它进行改性。 本文采用硅藻土作为吸附剂,硝基苯模拟废水为处理对象。先对硅藻土进行预处理改性:酸煮后分别进行500℃,800℃,1000℃不同温度焙烧,得到三种预改性样品,由单因素实验得到预处理效果最好的500℃焙烧样品中加入七水合硫酸亚铁试剂改性,用氢氧化钠溶液作为沉淀剂,过滤得到的沉淀作为前驱物,在真空马弗炉里焙烧、冷却、研磨,得到四种磁性改性硅藻土,即为样品Dia-Fe50%,Dia-Fe33.3%,Dia-Fe16.7%,Dia-Fe12.5%。磁性硅藻土不仅吸附能力提高了,而且还有磁性,有利于吸附后的固液分离。对四种磁性硅藻土分别进行单因素实验(pH,时间,吸附剂投加量),不同的表征,以及吸附等温线,吸附动力学的研究。此外对Dia-Fe33.3%样品进行正交实验的研究,以及研究Dia-Fe33.3%样品吸附后的再生性能,主要结果如下: ①对三种预改性硅藻土进行单因素实验(pH,吸附剂投加量,时间),可以得出最佳的条件:pH为5,250mL溶液中吸附剂投加量为1g,吸附时间为300min。其中吸附效果为酸煮后500℃焙烧的硅藻土的吸附效果>酸煮后800℃焙烧的硅藻土的吸附效果>酸煮后1000℃焙烧的硅藻土。 ②在最佳单因素条件下三种预处理改性的硅藻土比原土的去除率提高了很多,其中酸煮500℃焙烧后的硅藻土的吸附效果最好。吸附率达到80%。 ②通过磁性改性后所得的样品对其进行单因素实验(pH,吸附剂投加量,时间),可以得出最佳单因素为:pH为5,250mL溶液中吸附剂投加量为1g,吸附剂投加量1g,吸附时间为210min。其中去除率的大小为Dia-Fe33.3%>Dia-Fe16.7%>Dia-Fe50%>Dia-Fe12.5%。 ③四种磁性改性硅藻土的吸附性能都比原土的吸附性能高,且Dia-Fe33.3%的吸附性能最高,最大的去除率可达到95%以上。 ④研究了四种磁性改性硅藻土的吸附平衡等温线,结果表明四种磁性硅藻土吸附都满足Langmuir等温线方程,吸附主要是物理吸附,吸附过程主要是放热过程。 ⑤研究了四种磁性改性硅藻土的吸附动力学,结果表明四种磁性硅藻土吸附更符合二级动力学模型。 ⑥以吸附性能最佳的Dia-Fe33.3%样品为例,进行正交分析的研究,主要为五个不同温度,pH以及吸附剂投加量进行三因素五水平试验研究。得到三个因素的主次顺序是温度>pH>吸附剂投加量。三个因素中的最优水平分别是温度:50℃;pH:5;吸附剂的量是:1g。 ⑦研究了磁性改性硅藻土吸附后再生实验,分别采用微波/双氧水协同和微波/芬顿协同Dia-Fe33.3%进行再生研究,得出微波/双氧水协同对Dia-Fe33.3%样品再生四次后,去除率由95%下降到20%左右,最佳的再生次数是再生两次,去除率可大于60%;微波/芬顿协同对Dia-Fe33.3%样品再生四次后,去除率由95%下降到40%,最佳的再生次数是再生两次,去除率可大于70%。微波/芬顿再生的效果更好。