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文檔簡(jiǎn)介
1、山西省作為全國(guó)重要的煤炭生產(chǎn)基地,焦化行業(yè)是煤炭工業(yè)的重要組成部分。焦化廠產(chǎn)生的廢水具有高COD、高氨氮、含難降解污染物等水質(zhì)特點(diǎn)。由于焦化廢水中有機(jī)污染物降解不徹底,排到水環(huán)境后,造成了有機(jī)物污染的重大隱患。在山西省局部地區(qū)已出現(xiàn)苯酚微污染現(xiàn)象,苯酚濃度超過(guò)《地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-93)要求的Ⅲ類地下水苯酚濃度≤0.002mg/L以及《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)要求的苯酚濃度≤0.002mg/L
2、。
吸附法是去除水中低濃度苯酚的常用方法,類水滑石化合物具有吸附容量大、投加量少、便于回收等優(yōu)點(diǎn),在吸附去除水中硫酸根離子、氟離子的研究中已得到驗(yàn)證?;谏轿魇〔糠值貐^(qū)地下水中苯酚、硫酸根離子和氟離子有同時(shí)超標(biāo)的現(xiàn)象,如類水滑石化合物能夠具有吸附苯酚的作用,則可簡(jiǎn)化地下水凈化處理工藝,將地下水中苯酚、硫酸根離子和氟離子三種微污染物在同一反應(yīng)器中得以去除。
本文采用三種自制的類水滑石化合物,考察其對(duì)苯酚的吸附效果及其影
3、響因素,進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析,篩選出苯酚最優(yōu)吸附材料;本文還研究了Mg/Al/Fe類水滑石化合物對(duì)苯酚、硫酸根、氟離子同時(shí)吸附去除的效果。得出主要結(jié)論如下:
1、采用共沉淀法制備的Mg/Al/Fe類水滑石化合物及其在不同溫度下焙燒制得的衍生復(fù)合氧化物通過(guò)XRD,F(xiàn)T-IR,SEM等技術(shù)表征,表征結(jié)果說(shuō)明合成的材料具有典型的類水滑石材料的層狀結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)清晰完整。
Mg/Al/Fe類水滑石吸附苯酚實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:Mg/Al/
4、Fe類水滑石材料在25-40℃溫度范圍內(nèi)均可高效發(fā)揮作用;吸附劑投加量對(duì)苯酚去除率也無(wú)明顯變化;反應(yīng)40min時(shí)已基本達(dá)飽和吸附狀態(tài)。動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明:投加量為0.1mg/L時(shí)符合準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程,速率常數(shù)和平衡吸附量分別為0.0295min-1和8.51mg/g;投加量0.5mg/L和1mg/L時(shí)均符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程,速率常數(shù)和平衡吸附量分別為0.0029L/(mg.min)、0.0032L/(mg.min)和10.90mg/g、11
5、.04mg/g。等溫吸附滿足Langmuir吸附等溫模型,表明吸附過(guò)程為單層吸附,存在化學(xué)吸附,吸附為優(yōu)先吸附。離子的共存對(duì)苯酚有抑制作用。硫酸根、氟離子、苯酚的吸附優(yōu)先順序?yàn)椋毫蛩岣x子、氟離子、苯酚,表明在類水滑石材料吸附過(guò)程中,離子所帶電荷數(shù)越大,被吸附力就越大。
2、應(yīng)用XRD技術(shù)對(duì)Mg/Fe類水滑石化合物進(jìn)行表征,結(jié)果說(shuō)明材料具有典型的類水滑石材料的層狀結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)清晰完整。吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,苯酚去除率受pH影響較大;
6、吸附效率隨吸附劑投加量增加,且反應(yīng)40min內(nèi)基本完成吸附。吸附動(dòng)力學(xué)分析表明,投加量為0.1mg/L、0.5mg/L和1.0mg/L時(shí)均滿足準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程,擬合得到的速率常數(shù)分別為0.0220min-1、0.0217min-1和0.0254min-1,吸附平衡時(shí)的吸附量分別為8.12mg/g、9.30mg/g和9.53mg/g。
3、應(yīng)用XRD技術(shù)對(duì)淀粉分散后的Mg/Al類水滑石化合物進(jìn)行表征,表征結(jié)果說(shuō)明加入淀粉的Mg/
7、Al類水滑石化合物較常規(guī)Mg/Al類水滑石峰銳度降低,但尺寸更均勻。吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:淀粉分散后的Mg/Al類水滑石化合物可有效吸附苯酚;苯酚吸附效率受pH值影響較大;最佳吸附溫度為30℃;淀粉最佳投加濃度為10g/L,吸附劑最佳投加量為1mg/L。吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明,投加量為0.1mg/L、0.5mg/L時(shí)均滿足準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程,得到的速率常數(shù)和平衡吸附量分別為0.0223min-1、0.0233min-1和8.45mg/g、9.39
8、mg/g;投加量1mg/L時(shí)符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程,速率常數(shù)和平衡吸附量分別為0.0028L/(mg.min)和11.19mg/g。
4、三種類水滑石化合物都具有良好的吸附苯酚效果,但Mg/Al/Fe類水滑石化合物對(duì)苯酚的吸附效果明顯優(yōu)于其他兩種材料。它高效發(fā)揮作用的溫度范圍比較廣,可以在25-40℃的范圍內(nèi)吸附苯酚,且吸附效率均在90%以上。此外,Mg/Al/Fe投加量較少即可發(fā)揮較好作用,僅需投加量為0.5mg/L,吸附效率
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