收藏本站
《河北工程大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

改性活性炭吸附养猪废水厌氧发酵液中Cr(Ⅵ)的试验研究

王丽君  
【摘要】:养猪废水厌氧发酵液作为农业重要的水资源来源,其中含有氮、磷、钾等元素可以作为营养元素被植物吸收利用,亦可以节约水资源,缓解用水紧张。但是,目前许多养殖户在养殖过程中,为了避免畜禽生病、提高其饲料利用率,在饲料中添加一定量重金属,如:铜、锌、铁、砷、铬、铅等。这些元素很难被畜禽消化吸收,绝大部分会通过粪便和尿液被排出体外,如果农田长期灌溉含大量重金属的废水,对土壤、地下水和农作物都会造成危害。为了避免养猪废水厌氧发酵液的危害,去除其中重金属,将氮磷资源化已成为研究热点。本研究采用活性炭吸附法去除养猪废水厌氧发酵液中的重金属,活性炭具有比表面大、孔隙发达、材料易得等优点。为了提高活性炭对重金属的吸附性能,采用柠檬酸对活性炭进行改性,以Cr(Ⅵ)为研究对象,探讨了柠檬酸改性活性炭的表面物理性质和其对Cr(Ⅵ)的吸附效果和吸附机理。论文主要研究内容和结论如下:(1)考察了不同材质的活性炭(煤质、木质、杏壳、椰壳)最佳改性条件。煤质和杏壳的最佳改性浓度为2%柠檬酸,椰壳和木质的最佳改性浓度为4%柠檬酸,改性时间为2h,改性温度为25℃。通过单因素吸附试验,各类改性活性炭在最佳条件下的吸附能力为:椰壳木质杏壳煤质。(2)采用Boehm、BET、FT-IR、XRD和SEM等方法对柠檬酸改性椰壳活性炭进行表面物理化学性质的表征。结果表明:柠檬酸改性使得活性炭孔隙坍塌,比表面积、微孔面积和体积等减小;柠檬酸改性使得活性炭表面官能团含量增加,增加了0.470mmol/g,尤其羧基含量增加最多,为0.434mmol/g,这与FT-IR结果一致。(3)通过单因素试验研究了不同水质条件对活性炭吸附Cr(Ⅵ)的影响,通过吸附等温线模型和吸附动力学模型对吸附机理进行了初步探讨,对柠檬酸改性活性炭的最佳再生条件进行了研究。结果表明,pH是影响活性炭吸附Cr(Ⅵ)效果最主要因素,在pH=4时,对5mg/L的Cr(Ⅵ)溶液去除率达到了最大,为97.73%。随着吸附的进行,在360min达到了动态平衡。阴离子浓度对活性炭吸附Cr(Ⅵ)有较大影响,随着阴离子浓度的增加,活性炭对Cr(Ⅵ)的去除率在下降。改性炭吸附过程遵循Langmuir等温吸附方程,吸附形式主要为单层吸附;符合准二级动力学模型。使用0.2mol/L的NaOH,再生6h对改性炭的再生效果最好。(4)以养猪废水厌氧发酵液为研究对象,分析了吸附过程中的影响因素,同时研究了这些影响因素对活性炭吸附氮磷的影响。并以Cu(II)为代表,研究了养猪废水厌氧发酵液中存在的竞争吸附。结果表明,养猪废水厌氧发酵液复杂的水环境,使得在相同条件下改性炭对Cr(Ⅵ)的去除率下降。pH是影响改性炭吸附氮磷主要的因素,主要是NH_4~+和P存在形式随pH在变化。改性炭对NH_4~+的去除率随pH的增加呈先增加后减小的趋势,当pH从4增加到9,改性炭对NH_4~+的去除率从11.07%增加至27.09%;当pH继续从9增加到11时,改性炭对NH_4~+的去除率从27.09%减小至24.36%。改性炭对P的去除随pH的增加在减小,从14.23%下降至8.50%。改性炭对Cu(II)的吸附随pH的增加从52.18%增加至83.00%,活性炭对Cu(II)的去除一部分是自身的吸附,另一部分是沉淀作用。控制pH对改性炭去除养猪废水厌氧发酵液中重金属至关重要。改性炭吸附过程遵循Langmuir等温吸附方程,吸附形式主要为单层吸附;符合准二级动力学模型。
【学位授予单位】:河北工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:X713

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王卫文;;氯化铁改性活性炭吸附Cr(VI)的性能研究[J];能源环境保护;2015年06期
2 陈焕春;;关于当前我国养殖业转型升级的思考与建议[J];中国畜牧兽医文摘;2015年09期
3 黄俐晔;;中国养猪业现状、问题与趋势[J];广东农业科学;2015年16期
4 秦泽敏;董黎明;赖花;周恋彤;;硅酸钙负载零价纳米铁吸附去除水中六价铬[J];硅酸盐通报;2015年08期
5 姚庆鑫;谢建军;刘军霞;唐丽萍;刘元;;离子强度对膨润土/木质素磺酸钠接枝丙烯酰胺-马来酸酐复合吸附树脂吸附Pb~(2+)/Cu~(2+)的影响[J];应用化学;2015年08期
6 李喜林;赵雪;项莹雪;洪晔;李冠东;杨乐;包欢;;改性粉煤灰吸附含铬废水中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)试验研究[J];非金属矿;2015年04期
7 朱泉雯;;重金属在猪饲料-粪污-沼液中的变化特征[J];水土保持研究;2014年06期
8 车鉴;徐牧;阳桂菊;王丽丽;杨扬;李建光;王熙涛;徐永平;;硅藻土固定化颗粒污泥对海水养殖废水除氨性能[J];环境工程学报;2014年12期
9 王剑峰;张金利;杨庆;;粉煤灰对Cr(Ⅵ)的吸附特性[J];环境工程学报;2014年11期
10 黄博凡;饶挺;;硫酸改性活性炭及其去除水中Cr(Ⅵ)的研究[J];湖南城市学院学报(自然科学版);2014年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 邹学权;水处理用活性炭的微波改性与再生[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王晓光;改性活性炭高效去除废水中Cr(Ⅵ)的研究[D];山东大学;2016年
2 陈莽;改性活性炭吸附水中典型重金属的试验研究[D];重庆大学;2015年
3 余银明;活性炭电热再生技术机理性研究[D];杭州电子科技大学;2015年
4 王雨;改性活性炭对水中重金属离子的吸附研究[D];苏州科技学院;2015年
5 冯子妍;改性活性炭吸附饮用水中重金属的研究[D];清华大学;2014年
6 武文琴;氧化石墨烯及其复合材料对重金属铜的吸附性能研究[D];湖南大学;2013年
7 金政华;改性活性炭去除水中Cr(Ⅵ)的试验研究[D];昆明理工大学;2013年
8 朱金凤;超声再生吸附饱和活性灰的试验研究[D];兰州交通大学;2013年
9 彭芳;硝酸改性活性炭的制备及其吸附Cu~(2+)、Cr~(6+)的性能研究[D];浙江工业大学;2012年
10 王福禄;活性炭对苯酚的吸附及再生的研究[D];青岛科技大学;2011年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 贾艳萍;姜成;张羽汐;殷爱鸣;刘彬;;粉煤灰的特性及其去除水中重金属的研究进展[J];硅酸盐通报;2015年07期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张秀丽;蛭石/凹凸棒石吸附水中低浓度氨氮/腐殖酸及再生实验研究[D];中国地质大学(北京);2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 戴继悟;改性聚丙烯腈吸附膜的制备及其性能研究[D];东北电力大学;2018年
2 张悦悦;南疆棉秆分段制备活性炭工艺及对Cu~(2+)吸附性研究[D];塔里木大学;2018年
3 马键;氧化石墨烯/改性磁性壳聚糖复合材料制备及其对重金属离子吸附性能的研究[D];西安建筑科技大学;2018年
4 刘艳杰;花生壳与麦饭石的改性及吸附性能研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
5 赵倩;改性活性炭强化处理污水中重金属和环境激素的研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
6 王丽君;改性活性炭吸附养猪废水厌氧发酵液中Cr(Ⅵ)的试验研究[D];河北工程大学;2018年
7 高超群;生物炭及其改性材料对铅的吸附研究[D];长安大学;2018年
8 马芳源;搅拌及研磨作用下石英与金的吸附研究[D];辽宁科技大学;2018年
9 马悦;氮掺杂二氧化钛/聚酯织物及电纺膜的制备与光催化性能研究[D];天津工业大学;2018年
10 张楠楠;氧化石墨烯近海水环境中聚沉行为研究[D];大连海事大学;2018年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 秦泽敏;董黎明;刘平;周恋彤;;零价纳米铁吸附去除水中六价铬的研究[J];中国环境科学;2014年12期
2 秦泽敏;董黎明;张艳萍;赵钰;周恋彤;;硅酸钙粒径分析及吸附去除水中六价铬的研究[J];硅酸盐通报;2014年11期
3 罗如意;方热军;;浅谈中国养猪业现状及提高养殖效率的方法[J];湖南畜牧兽医;2014年05期
4 王占宏;李玉柱;陈世军;王成隆;张文智;;生猪产业的现状及思考[J];中国畜禽种业;2014年08期
5 徐江海;潘红艳;王宁;林倩;;N_2高温热处理对活性炭孔道结构及表面化学性质的影响[J];炭素技术;2014年02期
6 姚庆鑫;谢建军;曾念;丁出;刘元;;BLAMA复合吸附树脂制备与吸附性能[J];功能材料;2014年02期
7 吕建波;刘东方;李杰;程方;刘岩;;水中铬的吸附法处理技术研究现状与进展[J];水处理技术;2013年12期
8 王谦;李延;孙平;华新;柏益尧;张炜铭;;含铬废水处理技术及研究进展[J];环境科学与技术;2013年S2期
9 李喜林;王来贵;郝喆;刘玲;;粉质粘土和粉质砂土对铬渣渗滤液中Cr(Ⅵ)吸附特性[J];环境工程学报;2013年12期
10 李喜林;王来贵;赵奎;狄军贞;;铬渣浸溶Cr(Ⅵ)溶解释放规律研究——以锦州堆场铬渣为例[J];地球与环境;2013年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘希涛;典型有机污染物的活性炭吸附/微波再生方法与特性[D];大连理工大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘玉玲;电絮凝—活性炭技术处理含铬废水的工艺研究[D];江苏科技大学;2014年
2 张志明;壳聚糖固化活性污泥吸附铬的研究[D];重庆大学;2014年
3 罗雄兵;改性硅藻土去除原水中Cr(Ⅵ)的研究[D];昆明理工大学;2014年
4 邓玮;粉煤灰优化改性及对Cr(Ⅵ)的吸附去除性能及机理研究[D];广西大学;2013年
5 邹圆;HDS法处理湘江流域主要重金属废水的试验研究[D];湖南大学;2013年
6 占戈;活性炭电热再生技术的实验研究[D];杭州电子科技大学;2012年
7 杨成册;水污染防治领域执法问题的实证研究[D];西南政法大学;2011年
8 公绪金;改性PAC吸附低温地表水中低浓度六价铬试验研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 范杰;硅胶基超支化PAMAM的制备及吸附性能研究[D];大连理工大学;2011年
10 方玉莹;我国地下水污染现状与地下水污染防治法的完善[D];中国海洋大学;2011年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 崔有为;李杰;杜兆富;;镧、铈改性沸石对污水除磷性能和机制的比较研究[J];中国稀土学报;2016年04期
2 李冰川;马志军;;载铝改性沸石除氟的热力学和动力学机理研究[J];硅酸盐通报;2015年02期
3 方巧;林建伟;詹艳慧;杨孟娟;郑雯婧;;溴化十六烷基吡啶改性沸石对水中甲基橙的吸附[J];环境工程学报;2014年06期
4 王群;王林;王静超;王江川;彭建东;刘树琦;;超声改性沸石去除微污染原水中氨氮的研究[J];中国给水排水;2014年15期
5 李寒;陈晨;程婷;卢崇伟;;粉煤灰钾基改性沸石对磷酸根离子的吸附研究[J];杭州化工;2013年04期
6 杨孟娟;林建伟;詹艳慧;王春峰;储鸣;李佳;郑雯婧;方巧;;锆改性沸石活性覆盖控制重污染河道底泥氮磷释放研究[J];农业环境科学学报;2013年12期
7 孟顺龙;胡庚东;瞿建宏;李永丹;张田;陈家长;徐跑;;镧/铝改性沸石的磷释放条件及再生能力研究[J];农业环境科学学报;2013年07期
8 李佳;林建伟;詹艳慧;;镧改性沸石活性覆盖控制重污染河道底泥溶解性磷酸盐和铵释放研究[J];环境科学;2013年11期
9 陈文;陈东;刘林艳;;锆改性沸石的动态除氟研究[J];非金属矿;2012年04期
10 李佳;林建伟;詹艳慧;印春生;;镧改性沸石对水中磷酸盐和铵的去除性能[J];上海海洋大学学报;2012年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 范怡然;;铁改性沸石及其吸附废水中磷的行为[A];第十四届中国科协年会第11分会场:低成本、高性能复合材料发展论坛论文集[C];2012年
2 穆凯艳;桂花;张樱美;和银美;杨永军;王绍兴;王红斌;;金属及其氧化物改性沸石分子筛的研究和应用进展[A];云南环境研究——生态文明与环境保护[C];2014年
3 栗印环;张秀兰;赵华敏;金雅楠;;微波辅助氢氧化钠改性沸石及其对Zn~(2+)的吸附[A];河南省化学会2014年学术年会论文摘要集[C];2014年
4 张秀兰;栗印环;;阴-阳离子改性沸石对废水中亚甲基蓝的吸附研究[A];河南省化学会2010年学术年会论文摘要集[C];2010年
5 腾庭庭;石栋奇;卢新卫;;矸石基NaY型沸石分子筛的合成、改性及在重金属复合污染土壤钝化修复中的应用[A];中国土壤学会土壤环境专业委员会第十九次会议暨“农田土壤污染与修复研讨会”第二届山东省土壤污染防控与修复技术研讨会摘要集[C];2017年
6 李明玉;朱枭强;朱丰华;任刚;;新型改性沸石去除微污染水中氨氮的试验研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
7 佟小薇;朱义年;魏彩春;;沸石在水处理中的应用研究进展[A];2007中国环境科学学会学术年会优秀论文集(上卷)[C];2007年
8 屠巍;徐承天;韩庆平;陈邦林;;沸石表面改性前后对磷吸附的研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年
9 袁麟;钱学仁;沈萍;;改性沸石作为功能填料应用于特种纸的可行性分析[A];中国造纸学会第十七届学术年会论文集[C];2016年
10 廖立兵;魏耀祖;吕国诚;梅乐夫;;离子液体改性沸石吸附重金属铬的研究[A];2016年全国矿物科学与工程学术研讨会摘要集[C];2016年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 张悦;改性粘土方法对典型藻华生物及大菱鲆胚胎的影响研究[D];中国科学院大学(中国科学院海洋研究所);2018年
2 雷超;表面活性剂改性分子筛吸附三氯生的性能及机理研究[D];华南理工大学;2013年
3 郭俊元;微生物絮凝与改性沸石吸附联合处理猪场废水的研究[D];湖南大学;2013年
4 李效红;β-环糊精改性沸石吸附水中有机污染物和重金属的研究[D];兰州交通大学;2012年
5 刘杰;天然材料改性与吸附水中氟的性能研究[D];湖南大学;2016年
6 吴秋珏;沸石对肉鸡肠道健康的保护及机制研究[D];南京农业大学;2012年
7 邢赜;沼液营养物的沸石吸附回收与利用[D];西南大学;2013年
8 刘泉利;氧化镧改性硅酸盐矿物的表征及其除磷机理研究[D];北京科技大学;2017年
9 冷坤岳;钛改性多级孔材料的制备及氧化脱硫性能研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张璐;改性沸石强化处理污水中氮磷的技术研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
2 唐想;改性蔗渣生物质炭的制备及其吸附水中氨氮的研究[D];广西大学;2018年
3 王丽君;改性活性炭吸附养猪废水厌氧发酵液中Cr(Ⅵ)的试验研究[D];河北工程大学;2018年
4 张译心;表面活性剂改性沸石吸附雌激素的机理研究[D];吉林大学;2018年
5 李伸睿;离子液体改性海泡石及其对铜离子的吸附[D];中国地质大学(北京);2018年
6 张辉;改性Y沸石的结构与性能研究[D];太原理工大学;2018年
7 李信用;改性哈密钾长石对铅、镍的吸附与稳定化研究[D];新疆大学;2018年
8 李海林;改性稻壳对污染水中Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附性能及机理研究[D];东华理工大学;2018年
9 周梓杨;改性高岭土的制备及其对水中铜的吸附性能研究[D];广东工业大学;2018年
10 陈俊杰;垂直流人工湿地LDHs覆膜改性沸石基质净化效果研究[D];武汉理工大学;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026