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厌氧颗粒污泥对水中染料的吸附去除研究

作　者: 成雯
导　师: 王曙光
学　校: 山东大学
专　业: 环境工程
关键词: 厌氧颗粒污泥染料改性官能团
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

生物吸附技术处理染料废水具有快速、广谱、操作方便、不受生物毒性影响等优点,受到广泛关注。本文采用厌氧颗粒污泥作为吸附剂,处理模拟染料废水,主要包括以下内容。(1)灭菌前后厌氧颗粒污泥对孔雀石绿的吸附量随着pH值的升高而升高,在pH=5时孔雀石绿的吸附量达到最大;溶液中离子强度的增加导致厌氧颗粒污泥的吸附量降低;通过模型拟合,伪二级动力学方程可以更好的描述厌氧颗粒污泥对孔雀石绿的生物吸附动力学过程;利用孔内扩散模型,吸附过程分为三个阶段;试验结果表明灭菌前厌氧颗粒污泥吸附孔雀石绿的速率比较快,这是因为活性厌氧颗粒污泥对孔雀石绿的吸附存在着主动运输的作用;吸附平衡试验表明,Langmuir吸附等温线更适合描述吸附过程,在60℃的条件下,高温灭菌前后的厌氧颗粒污泥的Q~0分别为72.26mg/g和119.19mg/g,通过热力学分析可见整个吸附过程是一个自发、放热过程。吸附了染料的厌氧颗粒污泥可以用1%(v/v)盐酸-乙醇溶液进行解析。(2)采用聚乙烯亚胺(PEI)对厌氧颗粒污泥进行改性,极大地提高了对酸性大红的吸附能力。通过XPS和FTIR的分析,揭示通过PEI的改性,引近了大量的氨基,且这些氨基在吸附过程中起到了重要作用。并对pH值等参数进行了考察,染料的去除率随着pH的升高而降低,当pH值为2时吸附量最大。动力学分析可知孔内扩散是主要的限制速率,热力学分析可知吸附是一个自发放热的过程。(3)四种主要的官能团在吸附过程中起主要作用,分别是:羧基、氨基、羟基和磷酸基。对刚果红和活性黑的吸附是四种官能团共同作用的结果;对亚甲基兰的吸附是通过羧基和羟基起的作用;对酸性橙的吸附是通过氨基起的作用

全文目录

摘要  10-11
Abstract  11-13
第一章引言  13-21
  1.1 染料废水  13-15
    1.1.1 染料废水排放现状  13
    1.1.2 印染废水的来源及特征  13-15
    1.1.3 染料废水的处理难点  15
    1.1.4 染料对水环境和人体的危害  15
  1.2 染料废水的处理方法  15-16
  1.3 生物吸附法在染料废水处理中的应用  16-20
    1.3.1 生物吸附的定义  16
    1.3.2 生物吸附机理  16-17
    1.3.3 染料生物吸附现状研究  17-19
    1.3.4 生物吸附处理染料废水的优点  19-20
  1.4 研究目的和内容  20-21
第二章实验材料与方法  21-27
  2.1 药剂和材料  21-22
    2.1.1 主要材料  21
    2.1.2 试验试剂  21
    2.1.3 仪器和设备  21-22
  2.2 分析方法  22-23
  2.3 试验方法  23-27
    2.3.1 厌氧颗粒污泥吸附孔雀石绿  23-24
    2.3.2 聚乙烯亚胺改性厌氧颗粒污泥对酸性大红的吸附影响  24-25
    2.3.3 化学修饰对厌氧颗粒污泥吸附染料能力的影响  25-27
第三章厌氧颗粒污泥灭菌前后吸附水中孔雀石绿的对比研究  27-44
  3.1 厌氧颗粒污泥的表征  27-29
  3.2 投加量的影响  29
  3.3 pH对吸附的影响  29-30
  3.4 离子强度的影响  30-31
  3.5 吸附动力学  31-37
    3.5.1 孔雀石绿浓度和时间的影响  31-33
    3.5.2 伪一级和伪二级动力学模型  33-35
    3.5.3 孔内扩散模型  35-37
  3.6 吸附等温线  37-41
    3.6.1 Langmuir和Freundlich吸附等温线  37-40
    3.6.2 生物吸附热力学  40-41
  3.7 解析试验  41-42
  3.8 小结  42-44
第四章聚乙烯亚胺改性厌氧颗粒污泥吸附酸性大红  44-57
  4.1 厌氧颗粒污泥的表征  44-46
    4.1.1 扫描电镜  44-45
    4.1.2 X射线光电子能谱  45-46
  4.2 改性的影响  46-47
  4.3 投加量的影响  47-48
  4.4 pH值的影响  48-49
  4.5 吸附动力学  49-52
    4.5.1 初始浓度和时间的影响  49
    4.5.2 伪一级和伪二级动力学模型  49-50
    4.5.3 孔内扩散模型  50-52
  4.6 吸附等温线  52-54
    4.6.1 Langmuir和Freundlich吸附等温线  52-53
    4.6.2 生物吸附热力学  53-54
  4.7 解析试验  54-55
  4.8 傅立叶红外光谱分析  55
  4.9 小结  55-57
第五章化学修饰厌氧颗粒污泥对染料的吸附影响  57-62
  5.1 化学修饰对颗粒表面官能团的主要作用  57
  5.2 亚甲基蓝  57-58
  5.3 酸性橙  58-59
  5.4 活性黑  59-60
  5.5 刚果红  60-61
  5.6 小结  61-62
第六章结论  62-63
参考文献  63-68
致谢  68-69
攻读硕士学位期间发表的学术论文  69-70
学位论文评阅及答辩情况表  70

厌氧颗粒污泥对水中染料的吸附去除研究

内容摘要

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