混凝吸附法处理水溶液中石油磺酸盐

摘要

本文利用可溶性金属盐投加到碱性溶液中，原位生成氢氧化物技术处理水溶液中阴离子表面活性剂—石油磺酸盐。原位生成的氢氧化物粒径小，比表面积大，具有很大的表面自由能，能够吸附水溶液中的石油磺酸盐及形成的石油磺酸盐絮体，用以去除水溶液中的石油磺酸盐。用溶剂萃取法分离提纯石油磺酸盐中的活性组分（称活性石油磺酸盐）;用气相色谱—质谱联用技术(GC-MS)测定活性石油磺酸盐的组成;用动态光散射技术及红外光谱扫描对新生成氢氧化物的粒径大小及其吸附效果进行相关表征。本文利用原位生成氢氧化物吸附处理水溶液中石油磺酸盐，具体研究了碱性条件下投加盐泥浸出液及氯化镁对水溶液中石油磺酸盐的处理效果，考查投加量、pH值、反应时间、温度、石油磺酸盐初始浓度及竞争性阴离子等因素对处理效果的影响，用Freudlich和Langmuir吸附等温模型对实验数据进行拟合，并结合Visual MINTEQ化学平衡模拟软件对吸附机理进行了详细的分析探讨。研究结果表明:
　　 (1)利用溶剂萃取法提取活性石油磺酸盐后，对其进行GC-MS分析，得出其成分包含五种同分异构的十一烷基苯磺酸盐，四种同分异构的十二烷基苯磺酸盐，四种同分异构的十三烷基苯磺酸盐。
　　 (2)利用向碱性溶液中投加氯化镁方法，通过考察氯化镁投加量、pH值、反应时间等因素对水溶液中活性石油磺酸盐的处理效果的影响研究表明，新生成的氢氧化镁对水溶液中的活性石油磺酸盐具有非常好的处理的效果，且吸附反应在60s时间内即可完成，通过实验得出的最佳实验条件pH为12.3、氯化镁投加量2.0 g/L，且在此实验条件下对于不同初始活性石油磺酸盐浓度的溶液，其去除率均达85％以上。
　　 (3)吸附热力学研究表明，原位生成的氢氧化镁对活性石油磺酸盐的吸附过程为放热过程，温度的增加不利于反应的进行。通过Freudlich和Langmuir吸附等温模型分析表明其吸附为优惠吸附易于进行，温度为30℃时对石油磺酸盐的吸附量很高，说明新生成氢氧化镁对活性石油磺酸盐具有极强的吸附能力。
　　 (4)红外光谱分析实验表明，活性石油磺酸盐已吸附到氢氧化镁颗粒上，从而使得活性石油磺酸盐从水溶液中分离出去。
　　 (5)解析实验表明，在新生成的氢氧化镁吸附活性石油磺酸盐后可对吸附的活性石油磺酸盐进行解析，且解析后活性石油磺酸盐分子结构未发生变化，说明利用本方法处理水溶液中活性石油磺酸盐可以实现对活性石油磺酸盐的回收利用，是一种绿色处理方法。
　　 (6)通过结合Visual MINTEQ化学平衡模拟软件对实验数据进行分析表明，新生成氢氧化镁对石油磺酸盐的去除过程为混凝—吸附过程，其中包含电中和及表面络合等作用。
　　 (7)在前期理论实验基础上，进行投加盐泥浸出液处理水溶液中石油磺酸盐的探究实验。结果表明，适宜的搅拌时间为60 s，盐泥浸出液投加量为1.5g/L（按固含量计算），pH值对废水去除率的影响较大，处理石油磺酸盐的最佳pH值为12.3，在最佳条件下，去除率可以达到90％左右。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 表面活性剂废水

1．1．1 表面活性剂

1．1．2 石油磺酸盐

1．1．3 表面活性剂废水现状及危害

1．2 表面活性剂废水处理方法

1．2．1 表面活性剂废水生物处理法

1．2．2 表面活性剂废水物理化学处理法

1．3 混凝吸附技术

1．4 白泥的来源、危害及特点

1．5 吸附理论概述

1．6 研究背景及内容

第二章 实验材料和方法

2．1 实验药剂和仪器

2．1．1 主要实验药剂

2．1．2 实验仪器

2．2 实验方法

2．2．1 盐泥浸出液的制备

2．2．2 盐泥浸出液固含量与新生相氢氧化物沉淀量的测定

2．2．3 石油磺酸盐组分分离

2．2．4 活性石油磺酸盐组分分析

2．2．5 相关溶液配制

2．2．6 分析方法及标准曲线绘制

2．2．7 新生成氢氧化物颗粒粒径表征

2．2．8 吸附实验

2．2．9 吸附前后红外表征

2．2．10 解析实验

第三章 利用氯化镁处理活性石油磺酸盐

3．1 石油磺酸盐组分及活性石油磺酸盐成分分析

3．2 氯化镁投加量对去除效果的影响

3．3 pH对去除效果的影响

3．4 反应时间对去除效果的影响

3．5 外加干扰阴离子对去除效果的影响

3．6 吸附热力学研究

3．7 FT-IR红外谱图分析

3．8 紫外可见光谱分析

3．9 本章小结

第四章 利用盐泥浸出液处理石油磺酸盐实验探究

4．1 盐泥组分测定

4．2 投加量对处理效果的影响

4．3 搅拌时间对处理效果的影响

4．4 pH对处理效果的影响

4．5 吸附热力学研究

4．6 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

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