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小麦秸秆熔融固化产物对硝基苯废水的吸附效果研究

作　者: 陈哲
导　师: 张继义
学　校: 兰州理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 小麦秸秆生物质熔融固化硝基苯吸附动力学研究
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 90次
引　用: 2次
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内容摘要

近年来,我国的水环境污染越来越严重,特别是水中有机污染物含量逐渐升高,成分也越来越复杂。因此,研究开发经济高效的新型有机污染物处理技术成为环境科学与工程领域关注的焦点之一我国每年作物秸秆产量有7亿多吨,其中80%左右被废弃或焚烧,只有20%左右得到利用,不但浪费了大量资源,而且还会造成环境污染。本研究旨在利用小麦秸秆制备生物质吸附材料,用于去除废水中的硝基苯,不但可以为作物秸秆的利用提供新的途径,还将为新型高效的污水处理技术的开发提供技术支持和参考。研究结果表明：不同熔融温度下秸秆产物吸附剂对硝基苯的吸附性能与熔融温度的关系曲线呈M形,经260℃的熔融温度制备的吸附剂的吸附能力最强,在90min的吸附时间下吸附率可达到93%；随着吸附时间的增加,吸附剂对硝基苯吸附量增加,当吸附时间达到90 min以后,吸附量随着吸附时间增加的上升趋势明显减弱,达到一个相对平衡状态；吸附剂对硝基苯的吸附性能与pH密切相关,随着pH值的上升,硝基苯去除率增加,当pH值在7-10范围内时,硝基苯去除率随pH值增加的趋势变缓,即中性和弱碱性碱性条件有利于生物碳质吸附剂对硝基苯的吸附；随着吸附剂投加量的增加,硝基苯的去除率上升,但当吸附剂投加量进一步增加时,硝基苯去除率上升趋势变缓；随着硝基苯初始浓度的增加,吸附剂对硝基苯的吸附量随之增加,但吸附率却随之降低,在初始浓度相对较低时,吸附量随着初始浓度的增加趋势明显,当初始浓度增加到一定程度时,吸附量随着初始浓度的增加趋势变缓；随着吸附温度增加,吸附量随之增加,但增加幅度不大,吸附温度对吸附性能的影响较小。对动力学反应方程分析显示,反应速率常数k随熔融温度的升高先上升后下降,两者之间的关系为k=-0.096+7.92×10-4T-1.51×10-6T2；k随初始pH值的上升而增加,两者之间的关系为k=0.0028-1.43×10-5pH+1.79×10-5Ph2；k随吸附温度的升高而增加,但温度对反应速率常数的影响不大,两者之间的关系为：k=0.0156+6.8×10-5K；k随吸附剂投加量的增加而增加,两者之间的关系为：k=3.28×10-4+0.005m-6.73×10-4m2+2.80×10-5m3；k随硝基苯初始浓度的增加而降低,两者之间的关系为：k=0.035-0.0019C0+2.89×10-5C02。

全文目录

摘要  7-9
Abstract  9-11
第1章绪论  11-30
  1.1 农作物秸秆概述  11-13
    1.1.1 农作物秸秆的来源  11
    1.1.2 农作物秸秆主要成分与化学特性  11-13
  1.2 农作物秸秆综合利用现状与利用价值  13-18
    1.2.1 农作物秸秆的利用现状  13-14
    1.2.2 农作物秸秆的综合利用途径  14-16
    1.2.3 农作物秸秆的利用价值  16-18
  1.3 农作物秸秆利用率低造成的危害  18-19
  1.4 含硝基苯的有机废水概述  19-20
    1.4.1 硝基苯的概述  19
    1.4.2 硝基苯的物理化学性质  19
    1.4.3 硝基苯废水的来源及危害  19-20
  1.5 含硝基苯废水的处理方法  20-28
    1.5.1 物理方法  20-23
    1.5.2 化学方法  23-25
    1.5.3 生化处理方法  25-28
    1.5.4 其他方法  28
  1.6 选题依据  28-30
    1.6.1 研究意义  28
    1.6.2 课题研究目标与研究内容  28
      1.6.2.1 研究目标  28
      1.6.2.2 研究内容  28
    1.6.3 拟采取的研究方法与技术路线  28-30
      1.6.3.1 研究方法  28-29
      1.6.3.2 技术路线  29-30
第2章试验材料和试验方法  30-34
  2.1 仪器设备和试验材料  30
    2.1.1 仪器设备  30
    2.1.2 实验材料  30
  2.2 生物碳质吸附剂的制备方法  30
  2.3 吸附剂对硝基苯的吸附性能试验  30-33
    2.3.1 硝基苯标准曲线的绘制  30-31
    2.3.2 熔融温度对硝基苯吸附效果的影响试验  31
    2.3.3 熔融时间对硝基苯吸附效果的影响试验  31-32
    2.3.4 吸附时间对硝基苯吸附效果的影响试验  32
    2.3.5 溶液初始pH值对吸附效果的影响试验  32
    2.3.6 吸附剂投加量对吸附效果的影响试验  32
    2.3.7 硝基苯初始浓度对吸附效果的影响试验  32-33
    2.3.8 吸附温度对吸附效果的影响试验  33
  2.4 吸附动力学研究  33-34
第3章小麦秸秆熔融固化产物对硝基苯废水吸附效果实验结果的分析与讨论  34-42
  3.1 硝基苯标准曲线  34
  3.2 各影响因素对吸附性能的影响  34-39
    3.2.1 不同熔融温度及熔融时间下制备的吸附剂的性能  34-35
    3.2.2 吸附时间对吸附效果的影响  35-36
    3.2.3 溶液初始pH值对吸附效果的影响  36
    3.2.4 吸附剂投加量对吸附效果的影响  36-37
    3.2.5 硝基苯初始浓度对吸附性能的影响  37-38
    3.2.6 吸附温度对吸附性能的影响  38-39
  3.3 碳质生物吸附剂对有机物吸附机理探讨  39-41
  3.4 小结  41-42
第4章小麦秸秆对硝基苯吸附动力学及等温吸附模型研究  42-53
  4.1 吸附动力学理论  42-43
    4.1.1 吸附机理  42
    4.1.2 吸附速率方程  42-43
  4.2 吸附动力学模型  43-48
    4.2.1 熔融温度对反应速率的影响  43-44
    4.2.2 初始pH值对反应速率的影响  44-45
    4.2.3 吸附剂投加量对反应速率的影响  45-46
    4.2.4 初始浓度对反应速率的影响  46-47
    4.2.5 吸附温度对反应速率的影响  47-48
  4.3 吸附等温线  48-52
    4.3.1 吸附等温模型  49-50
    4.3.2 实验方法及结果分析  50-52
  4.4 小结  52-53
结论及展望  53-55
  结论  53-54
  展望  54-55
参考文献  55-59
致谢  59-60
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  60

小麦秸秆熔融固化产物对硝基苯废水的吸附效果研究

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