還原劑改性生物炭吸附去除不同電性有機(jī)污染物的研究.pdf

1、分類號:密級:UDC:單位代碼:10078華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文還原劑改性生物炭吸附去除不同電性有機(jī)污染物的研究STUDYONREMOVALOFDIFFERENTELECTRICALGANICPOLLUTANTSBYADSPTIONOFBIOMODIFIEDBYREDUCINGAGENT研究生姓名：何怡雪指導(dǎo)教師：朱靈峰李國亭專業(yè)名稱：市政工程所在學(xué)院：土木與交通學(xué)院2017年5月摘要I還原劑改性生物炭吸附去除不同電性有機(jī)污染物的

2、研究摘要采用高級氧化技術(shù)（AOPs）處理有機(jī)廢水時，由于運行成本高，氧化分解不徹底，易產(chǎn)生1，4苯醌、苯酚、鄰苯二酚、對苯二酚等高毒性中間產(chǎn)物，在此背景下，本文選用小麥秸稈生物炭吸附劑對水溶液中的1，4苯醌，亞甲基藍(lán)，酸性橙Ⅱ和PVA4種電性不同的有機(jī)污染物進(jìn)行吸附去除。其中，亞甲基藍(lán)為陽離子染料帶正電荷，酸性橙Ⅱ為陰離子染料帶負(fù)電荷，1，4苯醌表現(xiàn)出弱電性，聚乙烯醇（PVA）為高分子聚合物，呈現(xiàn)電中性。針對其表面官能團(tuán)有限、對有機(jī)污染

3、物吸附容量較低等特點，使用限氧升溫炭化法制備了浸漬時間為2h，還原劑濃度為0.001molL，600℃熱解的還原劑（Na2SO3和FeSO4）改性小麥秸稈生物炭。掃描電鏡圖像表明，Na2SO3改性處理大大增加了小麥秸稈生物炭表面的孔隙率，F(xiàn)eSO4改性處理使小麥秸稈生物炭形成更小的碎塊結(jié)構(gòu)，碎塊形狀更加豐富，這都增大了原始小麥秸稈生物炭的比表面積，改善了吸附性能。傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜分析表明，F(xiàn)eSO4改性生物炭表面增加了羰基，小麥秸稈生

4、物炭表面含有較多的酚羥基，這有利于對有機(jī)污染物的吸附去除。由Boehm滴定結(jié)果可得，Na2SO3改性和FeSO4改性生物炭表面的酚羥基含量明顯比未改性生物炭多；3種生物炭中，F(xiàn)eSO4改性生物炭表面的弱酸基團(tuán)和羧基官能團(tuán)數(shù)量最多。試驗考察了pH值、吸附劑投加量對吸附性能的影響，結(jié)果表明，隨著吸附劑投加量的增多，對吸附質(zhì)的去除率逐漸提高。生物炭表面官能團(tuán)的差異和有機(jī)污染物的不同電性使pH值對吸附反應(yīng)產(chǎn)生不同影響。熱力學(xué)研究結(jié)果表明，還原劑

5、改性及未改性生物炭對4種有機(jī)污染物的吸附過程是混亂度減小的自發(fā)放熱反應(yīng)。動力學(xué)研究結(jié)果表明，與線性準(zhǔn)一級動力學(xué)相比，線性準(zhǔn)二級動力學(xué)模型更適合描述4種有機(jī)污染物在Na2SO3改性，F(xiàn)eSO4改性和未改性生物炭上的吸附動力學(xué)過程。說明上述3種小麥秸稈生物炭吸附4種有機(jī)污染物的過程中化學(xué)吸附可能為吸附過程的控制步驟。小麥秸稈生物炭可以通過0.5molL的NaOH溶液得到有效再生。改性前后的小麥秸稈生物炭對4種有機(jī)污染物不僅仍具有較高的吸附能