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壳聚糖复合吸附剂吸附源水中有机物的研究

作　者: 邓永华
导　师: 张敬东
学　校: 武汉大学
专　业: 环境工程
关键词: 壳聚糖复合吸附剂吸附有机物
分类号: TU991.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

面对越来越引起人们的关注的饮用水中有机物的污染,研究饮用水中有机物的去除方法成为当前研究的热门话题。本文在综合大量资料的基础上,依据当前研究的现状发现高效吸附材料是当前水质净化处理的可行的方法及高技术环节,以此研发高效的吸附材料。壳聚糖属天然高分子化合物,根据壳聚糖独特的结构,具有很强的吸附特性及生物活性,制备出一种以壳聚糖为基质,与粉末活性炭复合的具有环境安全特性的水质净化吸附剂,研究了该吸附剂的基本理化特性及对源水中有机物的吸附效果。实验结果表明: 1.通过正交实验确定壳聚糖与粉末活性炭复合的最佳工艺条件为:配比(2:8),交联剂用量(1mL/g),交联温度(60℃),粒径(1.0mm)。 2.pH值对吸附剂的吸附容量影响较大,在酸性范围有利于吸附,对天然有机物的去除高达70%。 3.采用Freundlich型与Langmiur型吸附等温模式能够很好的描述吸附剂对有机物的吸附行为。吸附剂对水中天然有机物的去除主要是表面吸附,即吸附剂内外表面与有机物之间主要是通过分子间的作用。 4.吸附速度较快,在不同吸附时间吸附能力的变化曲线接近二级吸附动力学反应机理。 5.动态实验表明:增加吸附床高度,减小进水有机物含量以及降低进水速率都能相应延长该吸附剂去除有机物到达穿透点的时间,从而增加最大吸附容量,且该吸附剂的吸附容量约为颗粒活性炭的1.2-1.5倍; 6.再生简单,采用5倍床体积的氢氧化钠便可将已吸附的物质洗脱,吸附量仍可以达到原来的80%;具有良好的实际应用价值。 7.该吸附剂具有抑菌效能。从实验结果可以看出,壳聚糖复合吸附剂适用于去除源水中的有机物,符合环境材料的要求,具有实际应用价值。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
引言  8-11
第1章绪论  11-25
  1.1 水资源及水源污染现状  11-13
  1.2 饮用水水质标准的发展  13-14
  1.3 源水中的有机污染物及其处理技术  14-19
    1.3.1 源水中的有机污染物  14-18
      1.3.1.1 水中天然有机物  15-16
      1.3.1.2 水中人工合成有机物  16-17
      1.3.1.3 卤代消毒副产物 DBPs  17-18
    1.3.2 源水中有机污染物的去除技术  18-19
  1.4 壳聚糖的性能及其在水处理中的应用研究现状  19-25
    1.4.1 国内外利用甲壳素和壳聚精的历史及现状  19-21
    1.4.2 壳聚糖的制备  21
    1.4.3 壳聚糖的结构及特性  21-23
    1.4.4 壳聚糖吸附剂在水处理中的应用  23-25
第2章吸附理论  25-33
  2.1 吸附类型  25-26
  2.2 吸附热力学  26-28
    2.2.1 吸附等温式  26-27
    2.2.2 温度对吸附的影响  27-28
  2.3 吸附动力学  28-33
    2.3.1 吸附机理  28-29
    2.3.2 膜扩散  29-30
    2.3.3 颗粒内扩散传质速率  30-31
    2.3.4 吸附速率方程  31-33
第3章实验仪器和方法  33-37
  3.1 实验仪器和药品  33-34
    3.1.1 实验仪器  33
    3.1.2 实验材料及药品  33-34
  3.2 实验方法  34-35
    3.2.1 壳聚糖复合吸附剂的制备与表征  34
    3.2.2 静态实验  34-35
    3.2.3 动态实验  35
  3.3 实验分析方法  35-37
    3.3.1 有机物的测定方法  35-36
    3.3.2 吸附容量q的计算  36
    3.3.3 扫描电子显微镜(SEM)测试  36-37
第4章研究内容与结果  37-54
  4.1 壳聚糖复合吸附剂的制备与表征  37-40
    4.1.1 壳聚糖复合吸附剂的制备  37-40
      4.1.1.1 壳聚糖复合吸附剂的制备工艺  37
      4.1.1.2 制备工艺配比和条件的确定  37-40
    4.1.2 壳聚糖复合吸附剂的表征  40
      4.1.2.1 BET-N_2法比表面积测定  40
      4.1.2.2 扫描电子显微镜(SEM)分析  40
  4.2 吸附特性的实验研究  40-54
    4.2.1 静态吸附研究  41-47
      4.2.1.1 pH值对有机物去除率的影响  41-42
      4.2.1.2 有机物浓度变化对有机物去除率的影响  42-44
      4.2.1.3 不同吸附时间对有机物去除率的影响  44-46
      4.2.1.4 温度对有机物去除率的影响  46-47
    4.2.2 动态吸附实验研究  47-54
      4.2.2.1 不同流速对吸附穿透时间的影响  48-50
      4.2.2.2 床层高度对穿透时间的影响  50-51
      4.2.2.3 进水浓度对穿透曲线的影响  51
      4.2.2.4 吸附剂的再生实验  51-52
      4.2.2.5 吸附剂的抑菌效能实验  52-54
第5章结论与展望  54-56
参考文献  56-60
致谢  60

壳聚糖复合吸附剂吸附源水中有机物的研究

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