亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        吸附劑材料在染料廢水凈化治理中的應(yīng)用

        2016-06-20 03:19:36周聿銘薛捷豪
        采礦技術(shù) 2016年1期

        周聿銘 ,薛捷豪

        (1.湖南省長(zhǎng)沙市明德中學(xué), 湖南 長(zhǎng)沙 410000;2.北京科技大學(xué) 冶金與生態(tài)工程學(xué)院, 北京 100083)

        ?

        吸附劑材料在染料廢水凈化治理中的應(yīng)用

        周聿銘1,薛捷豪2

        (1.湖南省長(zhǎng)沙市明德中學(xué),湖南 長(zhǎng)沙410000;2.北京科技大學(xué) 冶金與生態(tài)工程學(xué)院,北京100083)

        摘要:采用蘋果榨汁渣為原料,通過(guò)化學(xué)改性之后制備成顆粒狀的吸附材料,用于染料廢水的吸附脫色凈化處理。以人工配制的亞甲基藍(lán)溶液對(duì)其吸附行為進(jìn)行考察,發(fā)現(xiàn)其對(duì)染料分子具有良好的吸附行為:吸附容量達(dá)0.97 mol/kg,10 min內(nèi)可達(dá)到吸附平衡。該生物吸附材料原料易得、改性方便,吸附效果好,具有很好的凈水應(yīng)用前景。

        關(guān)鍵詞:蘋果渣;吸附容量;染料分子;凈化材料

        0前言

        染織工業(yè)排出的各色污水,如果不經(jīng)過(guò)良好的凈化處理,則會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。譬如,染料分子會(huì)嚴(yán)重影響到陽(yáng)光入射到水體中的強(qiáng)度,則直接干擾水生植物的光合作用,從而威脅到該水體區(qū)域的生態(tài)環(huán)境健康。

        目前處理染料廢水的方法有混凝法、離子交換法、高級(jí)氧化法、光催化法、活性炭吸附法等?;炷ㄊ抢脽o(wú)機(jī)或者高分子絮凝劑通過(guò)電中和、架橋絮凝和卷掃網(wǎng)捕等作用將染料分子絮凝除去,具有處理方便、處理水量大等優(yōu)點(diǎn),但是深度脫除效果有限及混凝污泥難以處理等突出的缺點(diǎn)也是限制該技術(shù)廣泛推廣應(yīng)用的原因。離子交換法則是采用大孔離子交換樹(shù)脂將染料分子捕獲在樹(shù)脂顆粒上,實(shí)現(xiàn)水介質(zhì)澄清、恢復(fù)水質(zhì)的目的,可望實(shí)現(xiàn)染料分子的回收再用是其優(yōu)勢(shì),但是如何解吸、樹(shù)脂價(jià)格貴等問(wèn)題也存在,故往往作為末端把關(guān)環(huán)節(jié)使用,不好大規(guī)模推廣使用。高級(jí)氧化法包括芬頓氧化、臭氧氧化法、光催化法等,效果好,但是存在試劑消耗量大、成本高等問(wèn)題?;钚蕴课椒ㄊ抢没钚蕴繕O其發(fā)達(dá)的孔表面性來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水體中染料分子的快速、徹底的吸附脫除,但是活性炭?jī)r(jià)格貴、不容易解吸脫附以實(shí)現(xiàn)多次吸附等問(wèn)題,也使得該材料在實(shí)用中受到不少限制。因此,染料廢水污染客觀上需要有更經(jīng)濟(jì)、高效的新型處理技術(shù)和方法,才有利于該污染問(wèn)題的解決。

        本工作提出采用生物吸附的方法來(lái)富集和脫除水體中的染料分子,以該技術(shù)的材料廉價(jià)易得性、吸附高效及可解吸性等特點(diǎn),可望在染料污染水體的凈化治理方面發(fā)揮獨(dú)特的效果。尤其在與活性炭吸附、高級(jí)氧化法、離子交換法等方法進(jìn)行組合搭配的時(shí)候,可望顯著提高和優(yōu)化以上各個(gè)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性和處理效果。比如,先將染料廢水經(jīng)過(guò)生物吸附法富集和回收大部分的染料分子,殘留有少量或微量染料分子的廢水再經(jīng)過(guò)以上某個(gè)技術(shù)工序的深度凈化處理,則不僅大大減少了直接使用以上技術(shù)處理的工作強(qiáng)度,減少了試劑的總消耗量,而且也顯著提高了整個(gè)處理工藝的凈化效率,實(shí)現(xiàn)最佳的組合處理效果和效益。

        1生物吸附材料的制備及吸附試驗(yàn)

        本研究采用某果汁生產(chǎn)廠家制備蘋果汁的榨汁殘?jiān)鼮樵?,?jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的化學(xué)活化改性處理之后,經(jīng)過(guò)洗滌、烘干、破碎、分級(jí)得到的40目篩下物即為本工作采用的脫除水介質(zhì)中染料分子的吸附劑材料,命名為AJR吸附劑。

        取15 mL亞甲基藍(lán)(MB)溶液,其濃度為10 mg/L,加入25 mg AJR吸附劑顆粒,封好瓶口后,置于空氣浴振蕩器中,在一定振動(dòng)頻率下開(kāi)始吸附試驗(yàn)。待吸附一段時(shí)間之后,取出離心其中的溶液,分析檢測(cè)上清液中的亞甲基藍(lán)濃度。分析檢測(cè)儀器采用優(yōu)尼科2100分光光度計(jì),測(cè)試亞甲基藍(lán)的工作波長(zhǎng)為642 nm。

        測(cè)試結(jié)果可用于評(píng)判AJR吸附劑對(duì)亞甲基藍(lán)分子自水中吸附脫除的效果,一般有2個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo):吸附百分率R% = (Ci-Ce)/Ci× 100;吸附量 Q = (Ci-Ce) × V/W。式中,Ci、Ce分別是吸附前后溶液中亞甲基藍(lán)分子的濃度,mg/L; V是被吸附溶液的體積,mL;W是吸附劑顆粒的重量,mg。

        2結(jié)果與討論

        2.1pH的影響

        圖1是溶液pH對(duì)AJR吸附脫除水中MB分子的影響??梢?jiàn)在弱酸性條件下,如pH < 3時(shí),對(duì)MB分子的脫除率為80%左右,且隨著pH的降低而變得更?。欢趐H > 3之后,則對(duì)MB分子的吸附率穩(wěn)居90%以上。從圖中可見(jiàn),若進(jìn)一步降低pH,則可以使其對(duì)MB分子的吸附率更低,表面可以采用強(qiáng)酸來(lái)實(shí)行MB分子的有效解吸。試驗(yàn)證明,采用0.5 M的硫酸或者1 M 的鹽酸可以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)MB的解吸富集,該收集得到的高濃度MB可望作為染料繼續(xù)使用,而AJR吸附劑材料則可繼續(xù)使用至少20次以上仍然能夠保持較好的吸附效果。

        圖1 溶液pH對(duì)AJR吸附脫除水中MB分子的影響

        2.2用量的影響

        圖2是吸附劑用量對(duì)吸附脫除水中MB分子的影響。可見(jiàn)在考察的劑量范圍內(nèi),即使少量的吸附劑用量,也可以達(dá)到很好的吸附效果。

        圖2 吸附劑用量對(duì)吸附脫除水中MB分子的影響

        從實(shí)用化的角度來(lái)講,每升廢水只需加入2 g的AJR吸附劑顆粒即可達(dá)到94%以上的吸附效果,也即每立方廢水只需要2 kg的吸附劑即可實(shí)現(xiàn)大部分MB分子的富集脫除。加上該吸附劑可以多次解吸后返回繼續(xù)吸附使用,因此,在解吸20次或200次后還能有效吸附的前提下,每立方廢水處理所需吸附劑成本可以呈數(shù)量級(jí)地減少至1/20甚至1/200。

        2.3等溫吸附曲線

        圖3 是測(cè)試AJR吸附劑對(duì)MB分子的吸附等溫曲線,從中可以估算出該吸附劑對(duì)MB分子的吸附容量最大可達(dá)到0.97 mol/kg,即310.4 g/kg的吸附質(zhì)量,相當(dāng)于1 kg的AJR吸附劑與水溶液中的MB分子接觸發(fā)生吸附反應(yīng),最充分的吸附結(jié)束后可實(shí)現(xiàn)干基增重31%以上,均屬于MB分子被吸附到AJR顆粒上造成的。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),該吸附等溫曲線可以用Langmuir方程擬合,這表明MB分子被吸附到AJR顆粒表面的現(xiàn)象,可以視作為MB分子在AJR顆粒表面以單分子層的形式占據(jù)、覆蓋在表面,且MB分子占據(jù)、覆蓋的地方,不會(huì)再有MB分子繼續(xù)在該MB分子層上繼續(xù)附著和覆蓋。這在吸附現(xiàn)象中是非常普遍的,該模型的吻合可以幫助判斷吸附機(jī)制的解釋以及吸附過(guò)程的本質(zhì)。

        圖3 吸附等溫曲線

        2.4吸附動(dòng)力學(xué)

        圖4是不同初始濃度的MB溶液經(jīng)過(guò)不同時(shí)間的吸附量的變化情況。從中可見(jiàn),在考察的四組濃度的溶液中,與AJR顆粒的吸附均可在10 min內(nèi)就完成對(duì)MB分子的脫除反應(yīng)平衡,可以大大縮小吸附反應(yīng)槽的體積和縮短MB分子被富集脫除的時(shí)間,從而降低該技術(shù)實(shí)施的設(shè)備成本以及運(yùn)行使用成本。整體來(lái)看,AJR吸附劑對(duì)MB分子的吸附均可在很短的時(shí)間內(nèi)即可完成吸附反應(yīng)的平衡,可以推測(cè)該吸附過(guò)程的表面化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行非常迅速,因此很可能影響吸附快慢的限制性步驟是擴(kuò)散,即在水溶液中的MB分子往AJR顆粒表面及內(nèi)孔深處擴(kuò)散的過(guò)程乃是容易影響到吸附效果的關(guān)鍵步驟。具體的改良措施有加強(qiáng)攪拌、細(xì)化AJR顆粒粒度等。

        圖4 不同時(shí)間吸附量的變化情況

        2.5吸附機(jī)理

        據(jù)紅外光譜分析可確知,蘋果渣中含有豐富的羧基-COOH,該功能團(tuán)在吸附過(guò)程中起到了決定性的作用[3]。亞甲基藍(lán)分子式為C16H18ClN3S·3H2O,其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5所示,可見(jiàn)其中的長(zhǎng)鏈碳高分子基體部分帶正電荷,與之匹配的則是Cl-負(fù)電荷,因此在不同的pH值下,AJR顆粒表面的-COOH功能團(tuán)的質(zhì)子化狀態(tài)也是不一樣的,同樣地,亞甲基藍(lán)分子的高分子顯色部位的荷電性也是不一樣的。當(dāng)在酸性條件下時(shí),AJR顆粒表面充分質(zhì)子化而帶正電荷,而MB分子的顯色部位則帶正電荷,此時(shí)MB分子會(huì)受到同樣正電荷的AJR顆粒的排斥而抑制對(duì)MB分子的吸附脫除效果;而當(dāng) pH升高時(shí),AJR顆粒表面質(zhì)子化現(xiàn)象弱化,可能帶負(fù)電荷,有利于MB分子帶正電荷的顯色部位接近而促進(jìn)吸附。

        圖5 亞甲基藍(lán)的分子結(jié)構(gòu)

        3結(jié)論

        蘋果渣改性后制備成的吸附劑材料對(duì)水介質(zhì)中的亞甲基藍(lán)分子具有良好的 吸附脫除效果,因此是一種具有潛在應(yīng)用價(jià)值的吸附材料。雖然蘋果渣的來(lái)源比較特殊,但是在果汁生產(chǎn)廠家卻有很豐足的原料提供,據(jù)此而進(jìn)行合適的化學(xué)改性,可以在染料廢水的高效、經(jīng)濟(jì)治理和凈化方面提供獨(dú)到的技術(shù)效果。

        參考文獻(xiàn):

        [1]蔡華梅,劉敬勇,黃曼雯,等.污泥焚燒飛灰制備吸附劑及其在廢水處理中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)(下半月刊),2011(14):96-97,278.

        [2]李蓮芳,陽(yáng)艷玲.吸附劑在廢水處理中的應(yīng)用[J].廣東化工,2013(03):129-130.

        [3]楊瑞洪.磁性納米材料在廢水處理中的應(yīng)用及其改性研究進(jìn)展[J].磁性材料及器件,2012(06):71-74.

        [4]張文娟,陳桂秋,曾光明,王亮,等.新型高效改性材料在重金屬?gòu)U水處理中的應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2010(07):155-160.

        [5]竺建榮,楊艷茹,安虎仁,等.厭氧UASB-好氧工藝處理染料廢水的研究[J].環(huán)境科學(xué),1994(4).

        [6]王輝,王建中,張萍.電化學(xué)氧化法處理難降解有機(jī)廢水的研究進(jìn)展[J].寶雞文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004(4).(收稿日期:2015-11-16)

        麻豆文化传媒精品一区观看| 少妇的诱惑免费在线观看| 日韩精品一区二区三区中文9| 不卡免费在线亚洲av| 色老板美国在线观看| 无码少妇a片一区二区三区| 任你躁欧美一级在线精品免费| 午夜精品人妻中字字幕| 亚洲av综合国产av日韩| 天天色影网| 无码人妻少妇久久中文字幕蜜桃| 蜜桃在线观看免费高清| 亚洲久悠悠色悠在线播放| 亚洲国产午夜精品理论片在线播放| 国产精品11p| 久久精品中文字幕免费| 亚洲一区二区在线观看网址| 亚洲欧美综合区自拍另类| 99热这里只有精品69| 亚洲女同恋中文一区二区| 亚洲啪啪视频一区二区| 亚洲一本到无码av中文字幕 | 无码一区二区三区网站| 一区二区三区亚洲免费| 无码熟妇人妻av在线影片最多| 久久精品中文字幕一区| 无码吃奶揉捏奶头高潮视频| 国产91精品在线观看| 巨人精品福利官方导航| 可以免费观看的毛片| 日本无吗一区二区视频| 天堂av在线美女免费| 97精品人妻一区二区三区香蕉| 国产高潮流白浆免费观看不卡 | 天天躁夜夜躁狠狠躁2021| 一本一本久久a久久精品 | 日本一区二区偷拍视频| 最新国产毛2卡3卡4卡| 精品丝袜人妻久久久久久| 国产小视频一区二区三区| 国产三级久久精品三级91|