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《昆明理工大学》 2007年
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改性粉煤灰的制备及其在含Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cr~(6+)废水中的应用研究

滕宗焕  
【摘要】: 粉煤灰是燃煤电厂产生的固体废弃物,其主要化学成分为SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、CaO和未燃尽炭。粉煤灰具有较大的比表面积和大量活性点,可与吸附质发生化学吸附和物理吸附,所以粉煤灰具有较强的吸附能力。改性处理后的粉煤灰,吸附性能大大提高,并能有效吸附水溶液中的重金属离子、有机污染物和无机污染物。粉煤灰应用于废水处理中,具有操作简便、效果好、成本低廉等优势。本论文以粉煤灰为原料,采用改进湿法工艺制备改性粉煤灰吸附剂,首先采用单因素实验法对粉煤灰的改性剂进行筛选,并确定所筛选出来的改性剂的最佳浓度,再采用正交实验法对粉煤灰改性剂进行复配,并确定最佳配比,接着采用单因素和正交实验法对改性粉煤灰的制备工艺参数和影响因素进行研究;把改性粉煤灰应用于模拟含Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cr~(6+)废水和实际冶炼废水中,对其处理效果、最佳运行条件和影响因素进行研究:探讨改性粉煤灰对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cr~(6+)的吸附机理;最后对改性粉煤灰进行简单的经济技术分析。 实验结果表明:对粉煤灰吸附性能较好的改性剂为碳酸钠、硫酸铝和硫酸亚铁,其中碳酸钠浓度为0.5mol/L、硫酸铝和硫酸亚铁质量浓度都为10%时,粉煤灰吸附性能更佳,且当0.5mol/L碳酸钠:10%硫酸铝:10%硫酸亚铁的体积配比为3:2:3时,复配成的复盐(简称:NAF)对粉煤灰进行改性后,其吸附性能迅速提高,Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cr~(6+)去除率分别达到了97.83%、98.56%、98.90%,故将NAF作为本研究粉煤灰的改性剂。改性粉煤灰制备最佳工艺参数是:固液比1:8,震荡时间0.5h,水浴温度55℃;其中改性剂的用量是影响改性粉煤灰制备最主要的因素,水浴温度次之,震荡时间影响最小。改性粉煤灰处理含Cu~(2+)废水最佳运行条件是:pH值6~8,吸附时间35min,原水水温,改性粉煤灰投加量0.5g/100ml,且改性粉煤灰投加量是影响改性粉煤灰处理含Cu~(2+)废水的主要因素,吸附时间次之,pH和水温影响较小;改性粉煤灰处理含Zn~(2+)废水最佳运行条件是:pH值5~8,吸附时间30min,原水水温,改性粉煤灰投加量0.5g/100ml,且改性粉煤灰投加量是影响改性粉煤灰处理含Zn~(2+)废水的主要因素,吸附时间次之,pH和温度影响较小;改性粉煤灰处理含Cr~(6+)废水最佳运行条件是:pH值8,吸附时间20min,原水水温,改性粉煤灰投加量为0.5g/100ml,且改性粉煤灰投加量是影响改性粉煤灰处理含Cr~(6+)废水的主要因素,pH次之,吸附时间和温度影响较小。在实际冶炼废水处理中改性粉煤灰对Cu~(2+)、Zn~(2+)处理效果都较好的运行条件为:原水pH,吸附时间30min,原水水温,改性粉煤灰投加量0.20g/100ml,且改性粉煤灰投加量是影响Cu~(2+)、Zn~(2+)去除效果最重要的因素,三个因素重要性顺序为:改性粉煤灰投加量吸附时间pH。改性粉煤灰对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cr~(6+)的吸附与Langmuir吸附等温式和Freundlich吸附等温式都很吻合,属于单分子层吸附。改性粉煤灰制备成本低廉,约700元/吨。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:X703

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【引证文献】
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