学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

去除水中微量砷的吸附剂制备及其除砷性能研究

作　者: 丁丽超
导　师: 陈云嫩
学　校: 江西理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 废麦糟 As(Ⅲ) 前线轨道能量 吸附机理 红外光谱分析
分类号: TU991.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 70次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着现代工农业生产、冶金行业、化工产业的迅速发展，以及含砷制品广泛利用，砷对环境的污染日趋严重。在世界上许多地区普遍存在着地下饮用水中As（Ⅲ）含量超标的现象，关于饮用被砷污染的水而导致中毒的事件时有报道，人们对砷污染严重性也有了进一步认识。我国2007年7月1日起在全国范围实施的《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中也将砷的浓度从0.05mg/L降低到0.01mg/L。目前含砷水的处理方法有沉淀法、离子交换法、氧化法、生物法等，但是这些方法对于低浓度含As（Ⅲ）水的处理都存在缺陷。基于废弃生物材料廉价易得、吸附容量大，不易产生二次污染等特性，选定啤酒麦糟作为制备吸附剂的原料，借助Materials Studio5.5软件的DMol3模块对各基团与砷的配合能力进行理论计算分析，计算相应的前线轨道能量，为吸附剂的制备提供依据。本论文采用PAM改性麦糟及甲醇改性麦糟吸附As（Ⅲ），突破传统处理工艺过程需将As（Ⅲ）氧化成As（Ⅴ）再进行处理的技术瓶颈。PAM改性麦糟吸附砷的最佳麦糟用量为3g/L，最佳pH为5，反应时间在2h可以达到吸附平衡。在最佳反应条件下可以使含砷水中的砷达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中0.01mg/L的标准。考察水体中具有代表性的阴阳离子共存时对改性麦糟吸附砷的影响。结果表明：Cd2+和Fe3+的加入可以促进改性麦糟对As（Ⅲ）的吸附。而F-、NO-3、SO2-4、PO3-4等阴离子的存在对PAM改性麦糟吸附As（Ⅲ）均有抑制作用。同时处理赣州市某一级水源，证实PAM改性麦糟是一种比较经济有效的除砷剂。改性麦糟对As（Ⅲ）的吸附动力学研究表明，其与二级吸附动力学方程较吻合；该吸附过程符合Freundlich吸附等温方程，且其n值均在10以内，说明吸附反应是较易发生的；焓变△H值为负说明该吸附过程是放热反应，且吉布斯自由能△G均为负值，说明吸附反应均能自发进行。对吸附砷后的麦糟进行解吸实验和毒性浸出实验，结果发现碱性溶液的解吸效果优于酸性溶液；依据毒性浸出实验的结果，本实验的麦糟可以直接填埋处置。实验结果表明，PAM改性麦糟对As（Ⅲ）的去除率高于甲醇改性麦糟，这也与砷和各基团配合的前线轨道能量计算结果相符合，即酰胺基与砷的结合能力优于羟基与砷的结合能力。通过红外光谱分析得出PAM改性后的麦糟中酰胺基的活性增大了；电镜扫描结果也显示经过PAM改性的麦糟比未改性的麦糟孔隙变大了；而能谱分析发现，与未改性麦糟相比，吸附砷后的PAM改性麦糟出现了砷峰。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章 绪论  10-20
  1.1 前言  10
  1.2 砷的基本性质及其危害性  10
    1.2.1 砷的基本性质  10
    1.2.2 砷的危害性  10
  1.3 地下饮用水中砷污染的现状  10-11
  1.4 地下饮用水中砷的来源  11
    1.4.1 自然因素  11
    1.4.2 人为活动来源  11
  1.5 除砷技术  11-16
    1.5.1 沉淀法  11-13
    1.5.2 离子交换法  13
    1.5.3 氧化法  13-14
    1.5.4 膜法  14
    1.5.5 电凝聚法  14-15
    1.5.6 生物法  15
    1.5.7 吸附法  15-16
  1.6 废生物吸附剂  16-18
    1.6.1 废生物吸附剂的分类及其应用  16
    1.6.2 废生物吸附剂的吸附机理  16-17
    1.6.3 吸附的影响因素  17-18
  1.7 课题研究的目的、意义及内容  18-19
    1.7.1 课题研究的目的、意义  18
    1.7.2 课题研究内容  18
    1.7.3 技术路线  18-19
  1.8 创新点  19-20
第二章 实验材料及研究方法  20-25
  2.1 实验仪器、设备与试剂  20-22
    2.1.1 实验仪器、设备  20
    2.1.2 实验试剂  20-22
  2.2 实验材料  22
  2.3 实验分析方法  22
  2.4 实验方法与内容  22-25
第三章 砷与基团配位的理论计算  25-28
  3.1 密度泛函理论（DFT）  25
  3.2 前线轨道理论  25
  3.3 Dmol3计算软件包  25-26
  3.4 砷与各基团配合的理论计算  26-28
第四章 改性麦糟吸附低浓度含砷水的研究  28-40
  4.1 引言  28
  4.2 不同改性剂对吸附效果的影响  28-29
  4.3 改性麦糟用量对吸附 As(Ⅲ)的影响  29-30
  4.4 溶液 pH 对改性麦糟吸附 As(Ⅲ)的影响  30-32
  4.5 反应时间对改性麦糟吸附 As(Ⅲ)的影响  32-34
  4.6 其它共存离子对 PAM 改性麦糟吸附 As(Ⅲ)的影响  34-36
    4.6.1 不同阳离子对 PAM 改性麦糟吸附 As(Ⅲ)的影响  34-35
    4.6.2 不同阴离子对 PAM 改性麦糟吸附 As(Ⅲ)的影响  35-36
  4.7 PAM 改性麦糟处理水源地水的效果  36-37
  4.8 PAM 改性麦糟的解吸实验  37-38
  4.9 毒性特征浸出实验  38
  4.10 本章小结  38-40
第五章 PAM 改性麦糟吸附含砷水的机理分析  40-53
  5.1 吸附容量  40
  5.2 PAM 改性麦糟的吸附动力学分析  40-42
  5.3 PAM 改性麦糟的吸附等温分析  42-45
  5.4 PAM 改性麦糟的吸附热力学分析  45-46
  5.5 红外光谱分析  46-49
  5.6 电镜扫描分析  49-50
  5.7 能谱分析  50-51
  5.8 小结  51-53
第六章 结论与建议  53-55
  6.1 结论  53-54
  6.2 建议  54-55
参考文献  55-59
致谢  59-60
附录 A  60-62
个人简历、在读期间发表的学术论文和参与的科研项目  62-63

相似论文

  1. 平阳霉素胸膜固定术对恶性胸腔积液中凝血—抗凝活性的影响,R730.5
  2. 枯草芽孢杆菌fmbJ抗菌物质分离纯化及结构鉴定,TQ920.6
  3. 近红外光谱分析技术在尖椒叶片生长信息获取中的应用,S641.3
  4. 黍稷近红外测定方法及其抗氧化品质性状分析,S516
  5. 安氏Ⅲ类成人低角病人的拔牙治疗,R783.5
  6. 血栓抽吸与替罗非班在直接经皮冠状动脉介入治疗中的应用研究,R542.22
  7. FeⅡ（EDTA）络合协同生物转鼓过滤去除NO的研究,X701
  8. 三氧化二砷对转化生长-β1因子诱导的大鼠肺成纤维细胞增殖及Ⅰ、Ⅲ型胶原分泌的影响,R563.9
  9. TWIST和HIF-1α在宫颈癌中的表达及意义,R737.33
  10. 芦荟苦素的提取与分离纯化工艺研究,R284
  11. Fe2O3/HMCM-49和Fe配合物催化剂上尿素醇解合成碳酸二甲酯的研究,TQ225.52
  12. 铸造用自硬呋喃树脂固化剂的合成工艺研究,TG223
  13. 基于近红外光谱分析的轴对称乙烯扩散火焰温度及碳黑浓度检测,TK16
  14. 药用辅料对更昔洛韦肠道吸收影响的研究,R96
  15. 新型有机硅捕收剂对铝硅矿物浮选性能研究,TD952
  16. 大孔树脂在羟钴胺素精制工艺中的应用研究,TQ463
  17. 改性粘土的制备及其对重金属离子的吸附性能研究,O647.33
  18. Osteoactivin在急性环孢素中毒SD大鼠肾组织中的表达及其作用机制,R595.3
  19. 光敏剂5-氨基酮戊酸对强脉冲光嫩肤治疗的影响,R751
  20. Ⅲa/Ⅲb型前列腺炎诊断过程中EPS结果不稳定性的研究,R697.3
  21. 高速铁路测量若干技术问题研究,U212.2

中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 市政工程 > 给水工程（上水道工程） > 净水工程（给水处理）
© 2012 www.xueweilunwen.com