农业有机废物吸附废水中Cr（Ⅵ）、Cu2+的研究

论文摘要

针对工业废水中重金属污染日益严重，而大量农业有机废弃物没有得到充分利用的情况，本文首先研究了生物质的种类对废水中Cr（VI）和铜离子吸附效果的影响，结果表明吸附效果为：花生壳>玉米芯>麦壳>玉米秆。然后针对花生壳和玉米芯两种材料的改性方法及其吸附效果进行了大量研究，并分析了其吸附性能和吸附动力学。实验结果表明：酒石酸改性后的玉米芯吸附水中Cr（VI）的效果最佳，用此改性玉米芯吸附Cr（VI）的最佳条件为：温度55℃，Cr（VI）溶液初始浓度为50mg/L，pH为2，吸附时间为90min。此条件下改性玉米芯对Cr（VI）的吸附去除率为93%，普通玉米芯对Cr（VI）的吸附去除率为74.5%，其吸附等温线属于S型，吸附规律符合Freundiich方程所描述的规律，吸附过程符合拟二级速率方程；通过醋酸改性后的花生壳吸附水中Cr（VI）的效果最好，此改性花生壳对Cr（Ⅵ）的吸附最佳条件为：温度30℃，用0.2g改性花生壳处理50mL30mg．L-1的Cr（Ⅵ）溶液，溶液的pH=3，吸附时间90min，在此条件下，改性后的花生壳对Cr（Ⅵ）的去除率达到99.1%，未改性花生壳对Cr（Ⅵ）的去除率为83.5%，改性花生壳对Cr（VI）的吸附等温线应属H型，对Cr（VI）的吸附规律均符合langmuir方程和Freundiich方程所描述的规律。对Cr（VI）的吸附过程符合拟二级速率方程；玉米芯在硫酸和37%甲醛溶液改性后吸附铜离子的效果较好，吸附最佳的条件是：溶液中Cu2+的初始浓度为30mg·L-1、改性玉米芯投加量为0.2g、温度为30℃、pH值为6、振荡时间为120min。在这种条件下吸附效率高达99%左右。改性玉米芯对Cu2+的吸附等温线应属于L型，吸附规律能很好的符合Langmuir方程所描述的规律，属于单分子层吸附，吸附规律遵循拟二级动力学模型；通过氢氧化钠和磷酸改性后的花生壳吸附废水中铜离子的效果较好，最优条件为：温度40℃，Cu2+初始浓度20mg·L-1，pH=6，吸附时间150min，在此条件下，Cu2+的去除率达到98.5%，未改性花生壳对Cu2+的去除率为81.3%。改性花生壳对铜离子的吸附等温线应属于C型，吸附规律符合Langmuir方程所描述的规律，属于单分子层吸附，改性花生壳对铜离子的吸附规律遵循内扩散动力学模型。从实验结果来看改性玉米芯和花生壳的吸附特性还存在一定的差异，花生壳的吸附效果从各方面上比玉米芯好。农业有机废物价廉易得，通过改性处理，对废水中重金属吸附效果良好，能够变废为宝，具有广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 重金属废水的来源和特点
• 1.2 重金属废水的常用处理技术
• 1.2.1 化学法
• 1.2.2 萃取法
• 1.2.3 吸附法
• 1.2.4 膜分离法
• 1.2.5 离子交换法
• 1.2.6 生物法
• 1.2.7 重金属废水处理技术展望
• 1.3 农林废弃物在废水处理方面的应用研究现状
• 1.3.1 对水中重金属离子的吸附
• 1.3.2 农林废弃物制备活性炭吸附剂
• 1.3.3 农林废弃物的化学改性
• 1.4 论文的意义、研究内容
• 1.4.1 论文的意义
• 1.4.2 研究内容
• 1.5 论文的创新点
• 第二章 实验方法
• 2.1 材料、仪器与试剂
• 2.2 主要试剂配制
• 2.2.1 铬（Ⅵ）标准溶液的制备
• 2.2.2 模拟铜离子废水的制备
• 2.3 六价铬浓度的测定方法
• 2.3.1 标准曲线
• 2.4 铜离子浓度的测定方法
• 2.4.1 标准曲线
• 2.5 吸附材料的制备与选择
• 2.5.1 吸附材料的制备
• 2.5.2 吸附实验
• 2.5.3 结果与分析
• 2.6 吸附工艺
• 2.7 研究依据
• 2.7.1 吸附的类型
• 2.7.2 影响吸附的因素
• 2.7.3 吸附过程
• 2.7.4 吸附性能
• 2.7.5 吸附动力学
• 第三章 玉米芯的改性及其吸附重金属离子的实验
• 3.1 玉米芯的改性及其对铬（Ⅵ）的吸附实验
• 3.1.1 实验方法
• 3.1.2 玉米芯的改性方法的确定
• 3.1.3 结果与分析
• 3.1.4 改性玉米芯吸附铬（Ⅵ）吸附等温线与吸附动力学
• 3.2 玉米芯的改性及其对铜离子的吸附实验
• 3.2.1 实验方法
• 3.2.2 玉米芯的改性
• 3.2.3 结果和讨论
• 3.2.4 改性玉米芯吸附铜离子吸附等温线与吸附动力学
• 3.3 小结
• 第四章 花生壳的改性及其吸附重金属离子的实验
• 4.1 花生壳的改性及其对铬（Ⅵ）的吸附实验
• 4.1.1 实验方法
• 4.1.2 花生壳的改性处理
• 4.1.3 结果和讨论
• 4.1.4 改性花生壳吸附铬（Ⅵ）吸附等温线与吸附动力学
• 4.2 花生壳的改性及其对铜离子的吸附实验
• 4.2.1 实验方法
• 4.2.2 花生壳的改性处理
• 4.2.3 结果与分析
• 4.2.4 改性花生壳吸附铜离子吸附等温线与吸附动力学
• 4.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文