改性粉煤灰去除废水中重金属离子的研究

论文摘要

重金属是常见的环境污染物,主要来源采矿、冶金、化工、电镀、皮革等工业排放的废水和固体垃圾填埋厂的滤液。重金属主要通过食物链进入人体并在人体内积累,产生很强的污染生态效应。对重金属废水的处理,以及对其中有用金属的回收一直以来都是研究领域的研究热点。粉煤灰应用于废水处理,具有操作简便、效果好、成本低廉等优势。改性处理能大大提高粉煤灰的吸附性能,并能有效吸附水溶液中的重金属离子。本课题第一步对粉煤灰的改性进行了研究,实验结果表明,粉煤灰经1 mol/L盐酸和1 mol/L硫酸的混合酸在80℃下浸泡60 min,其中盐酸、硫酸体积比为1:3,粉煤灰与酸的固液比为1/8 （g/mL）,在浸泡过程中加入铁粉0.2 g/L,氯化钠0.3 g/L,得到去除效果好的改性粉煤灰。课题第二步,用第一步制成的粉煤灰为主要原料,对模拟含Cd2+、Pb2+、Cu2+的废水进行了实验,实验结果表明,废水中Cd2+、Pb2+、Cu2+的初始浓度、粉煤灰用量、pH值、吸附时间等因素均能影响粉煤灰对Cd2+、Pb2+、Cu2+的吸附效果。在Cd2+、Pb2+、Cu2+初始浓度均为40 mg/L,pH=7,搅拌2 h,粉煤灰的投加量分别为14、10、12 g/L的条件下,Cd2+、Pb2+、Cu2+的去除率分别达到96.53 %、99.21%、97.49 %。粉煤灰对Cd2+、Pb2+、Cu2+的吸附等温线符合Freundilich和Langmuir两种模式。课题第三步是对第二步的进一步研究,在多元重金属离子混合体系吸附实验中,发现当Pb2+与其他两种金属离子分别混合后,有利于其余两种重金属离子的去除,而当Cd2+作为干扰离子加入Cu2+的溶液中或将Cu2+作为干扰离子加入Cd2+的溶液中,粉煤灰对以上两种金属离子的去除率均降低,说明Cu2+、Cd2+混合时会互相干扰,影响吸附效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 重金属污染的来源与现状
• 1.2 重金属污染生态效应及特点
• 1.2.1 重金属污染效应
• 1.2.2 重金属污染特点
• 1.3 传统重金属废水处理方法概述
• 1.3.1 化学法
• 1.3.2 物理化学法
• 1.3.3 生物法
• 1.4 粉煤灰的理化性质及其在环境中的应用
• 1.4.1 粉煤灰的结构及特性
• 1.4.2 粉煤灰的应用
• 1.5 研究目的及意义
• 第2章 改性粉煤灰的研制
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料与方法
• 2.2.1 主要仪器
• 2.2.2 粉煤灰来源
• 2.2.3 实验设计
• 2.2.4 实验方法
• 2.2.5 测定项目
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 粉煤灰的量的影响
• 2.3.2 铁粉的量的影响
• 2.3.3 活化温度的影响
• 2.3.4 活化时间的影响
• 2.3.5 NaCl 的量的影响
• 2.3.6 盐酸和硫酸体积比的影响
• 2.3.7 粉煤灰量和酸量的固液比对效果的影响
• 2.4 本章小节
• 第3章 改性粉煤灰去除废水中铜、铅、镉离子的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料与方法
• 3.2.1 主要仪器
• 3.2.2 粉煤灰来源
• 3.2.3 重金属离子去除率测试方法
• 3.2.4 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 吸附剂粉煤灰用量对吸附效果的影响
• 3.3.2 pH 值对去吸附效果的影响
• 3.3.3 吸附时间对吸附效果的影响
• 3.3.4 金属离子初始浓度对吸附效果的影响
• 3.3.5 吸附温度对吸附效果的影响
• 3.3.6 吸附等温线
• 3.3.7 粉煤灰吸附性能的再生
• 3.4 本章小结
• 第4章 粉煤灰对复合金属废水离子吸附研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料与方法
• 4.2.1 主要实验仪器
• 4.2.2 实验药品
• 4.2.3 重金属浓度和去除率的测定方法
• 4.2.4 试验方法
• 4.3 结果与讨论
• ²⁺作为干扰离子的影响'>4.3.1 Pb²⁺作为干扰离子的影响
• 2+作为干扰离子的影响'>4.3.2 Cd²⁺作为干扰离子的影响
• 2+作为干扰离子的影响'>4.3.3 Cu²⁺作为干扰离子的影响
• 2+、Pb²⁺、Cu²⁺中任意两种混合作为干扰离子的影响'>4.3.4 Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺中任意两种混合作为干扰离子的影响
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文目录
• 致谢