文档介绍：中南大学
博士学位论文
废麦糟生物吸附剂深度净化水体中砷、镉的研究
姓名:陈云嫩
申请学位级别:博士
专业:冶金环境工程
指导教师:柴立元
20090301
摘要重金属废水排放不仅造成资源浪费,而且已成为饮用水源最大的安全隐患之一,其治理一直是世界环保领域的重大课题。目前,重金属废水的处理一般采用传统的石灰中和沉淀等化学法及离子交换、活性炭吸附等物理化学法,存在难以实现深度净化或成本过高等不足;另外,目前我国废麦糟年产量已达多万蠖喽汛娲χ茫成严重污染。因此,开展重金属废水深度净化及废麦糟综合利用等相关研究对保护环境具有重要意义。基于生物吸附法快速、经济、不可逆、环境友好等特性以及废麦糟量大易得的特点,同时为了顺应我国于年日起在全国范围实施的新的《生活饮用水卫生标准》,即将饮用水砷标准从/档偷./拥谋曜嘉./1课题选择废麦糟作为生物吸附剂的原料,以工业废水中具有代表性的阴离子砷,及阳离子镉为处理对象,提出了“废麦糟生物吸附剂深度净化水体中砷、镉”新思路,系统研究了生物吸附剂处理工艺参数及净化机理;突破了传统工艺处理过程需将趸俳写淼募际跗烤保迪至烁咝Ь换殉猩椤永子的目标。研究了废麦糟生物吸附剂处理及的吸附行为。筛选了深度净化砷、镉离子的废麦糟改性剂珻的改性大大地提高了砷、镉离子的净化效率,比改性的废麦糟对、癈奈饺コ史直鹛岣吡%、.∮.的废麦糟经改性后制备的生物吸附剂仅需蜭的用量即可使砷、镉离子的净化效率达到最大,且其颗粒粒径对其净化砷、镉离子的影响不大;在段冢应温度的升高有利于废麦糟对虯的吸附,却不利于对的吸附。吸附等温方程模拟分析表明,等温式能很好地拟合生物吸附剂对砷、镉离子的吸附,在狈下笤闵镂剂对、⒑焱夤馄住⒛芷滓约癤射线衍射等手段研究揭示了废麦糟生物吸附剂对砷、镉离子的吸附机理。废麦糟表面主要为纤维素和木质素的特征官能团,生物吸附剂对砷、镉离子的吸附主要发//.博士学位论文
生在细胞壁上,而且主要表现为静电吸附,其吸附作用的最佳值范围分别为.、.、。生物吸附剂对砷、镉离子高效净化不仅因为改性剂与作用分别生成及·,与作用生成,,而且生物吸附剂表面的羧基、羟基基团与砷、镉离子发生作用,羧酸中羟基被亚砷酸根樗岣取代生成羧酸衍生物;羧酸中贡磺缀巳〈婶人犸印建立了废麦糟生物吸附剂固定床吸附柱动力学数学模型,且计算了不同操作条件下的穿透曲线。利用多种反应动力学方程探究了废麦糟生物吸附剂对砷、镉离子的吸附反应动力学过程。研究表明,废麦糟吸附和的吸附反应是一个先快后慢的过程,符合准二级反应动力学方程,,说明颗粒内扩散不是控制废麦糟生物吸附剂对砷、镉离子净化过程的唯一步骤,而是由膜扩散和颗粒内扩散联合控制。与外扩散速率相比,颗粒内扩散速率大小是决定整个吸附反应速度的关键。动态工艺研究表明,穿透曲线的形状与溶液的进口流速、吸附质初始浓度以及吸附床层高度等条件有关。动力学数学模型计算结果与实验结果具有较好的吻合,验证了该模型在一定程度上的可靠性和正确性。针对实际工业废水存在其它共存离子的特点,考察了体系中多种阴离子及阳离子对废麦糟生物吸附剂深度净化砷、镉离子的影响,同时对砷、镉共存的行为进行了剖析。筛选了解吸剂,并探求了解吸温度对吸附于废麦糟中砷、镉离子的解吸效果及生物吸附剂的再生利用行为;。结果表明,进水流速为/奶跫拢改性麦糟生物吸附剂连续净化含砷、镉离子浓度分别为和/姆纤保椤永胱拥拇┩甘奔浞直鹞酱挝剑偕蟮纳镂街砀梅纤鄙椤永子的穿透时间分别为砻鞣下笤闵镂郊炼冶炼废水具有良好的净化效果。关键词:废麦糟,生物吸附,砷和镉,深度净化,净化机理博士学位论文摘要
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期:掣年律先作者签名:盛墨垒学位论文版权使用授权书原创性声明容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文