论文部分内容阅读
铜藻来源丰富、价格低廉,对金属离子具有较高的选择性和吸附性。本文以汽爆铜藻和甲醛-硫酸加热回流汽爆铜藻为吸附剂去除模拟废水中Cr(Ⅵ)。对汽爆条件、加热回流条件、吸附条件进行探索;用FT-IR、SEM、热重等方法对其进行表征;利用吸附动力学方程、吸附等温线方程、吸附热力学等对吸附过程进行拟合以探究吸附机理。获得的主要结论如下:(1)采用微波消解和干法消解两种不同的前处理方法对铜藻进行预处理,用原子吸收光谱仪测定铜藻中Cu、Fe、Mn、Zn的含量。对于这四种微量元素,两种前处理方法的加标回收率均大于90%,且相对标准偏差小于5%。相比干法消解而言,微波消解的精密度更高,加标回收率更低,更适合用做铜藻的预处理方法。(2)综合各类工业废水中重金属离子的含量配置模拟废水,用煤质、椰壳活性炭、碳化前后铜藻处理废水。研究结果表明,对于镉、铜、砷、铅、汞这四种吸附剂去除率较高,达到国家规定的工业废水排放标准,而对铬的去除效果较差。(3)以汽爆铜藻为吸附剂,吸附模拟废水中Cr(Ⅵ)。对汽爆铜藻结构进行表征可知,汽爆铜藻表面含有大量的氧、氮、硫等官能团。吸附结果显示,在压力3.0 MPa、停留时间120 s、颗粒大小0.831.40 mm的汽爆条件及pH为2、吸附时间为120 min、吸附剂用量为20 g×L-1的吸附条件下,汽爆铜藻对模拟废水Cr(Ⅵ)的去除率为87.50%,吸附速率快,吸附效果较为理想。吸附动力学符合准二级动力学模型,内扩散方程模拟表明该吸附过程主要是由颗粒内扩散控制。吸附等温线用Freundlich方程进行模拟,吸附热力学性能参数说明汽爆铜藻吸附模拟废水中Cr(Ⅵ)属于自发放热的吸附过程。(4)以甲醛-硫酸加热回流的汽爆铜藻为吸附剂,吸附模拟废水中Cr(Ⅵ)。吸附结果显示:在加热温度为80℃、甲醛与硫酸(0.1 mol/L)的比例为1:1、改性剂与汽爆铜藻的比例为4:1、回流时间为2 h的改性条件和pH值为2、吸附剂用量为25 g/L、吸附时间为40 min的吸附条件下,改性后汽爆铜藻的最大去除率为98.81%。吸附动力学符合准二级吸附动力学模型。吸附等温线用Freundlich方程进行模拟,吸附热力学性能参数说明甲醛-硫酸加热回流的汽爆铜藻吸附模拟废水中Cr(Ⅵ)属于自发吸热的过程。解吸再生实验表明吸附剂可以多次使用,是性能较好的吸附剂。(5)以甲醛-硫酸加热回流的汽爆铜藻为吸附剂连续吸附模拟废水中Cr(Ⅵ)。从穿透曲线可知,吸附时间为482 min达到吸附穿透点,1882 min达到吸附衰竭点。对于已吸附Cr(Ⅵ)的吸附剂用0.1 mol/L的硫酸对其进行解吸再生。