胶体颗粒物MMH的吸附性能及其在水处理中的应用研究

摘要

该文以氯化铝、氯化镁、氨水等为主要原料,采用共沉淀法合成了稳定的胶体颗粒吸附剂--纳米级混合金属氢氧化物(MMH).用化学分析和现代仪器测试技术,进行了系统研究:用透射电镜和X-射线衍射图谱研究了MMH的形态、结构形貌;采用微电脉技术对MMH的电动特性进行了表征,用粒度测定仪,分析了MMH的粒度分布.研究了MMH在炼油工业废水、油田复合三次采油采出水、染料废水和含酚废水处理方面的应用效果.并对实验中的影响因素和机理进行了分析探讨.研究结果表明:(1)胶体颗粒吸附剂MMH,最佳合成条件为Mg/Al摩尔比为2:1,胶溶温度为80℃,时间为12h.所制MMH样品的颗粒为六边形多层片状,具有与水滑石类似的晶体结构;MMH产品为纳米级颗粒.(2)MMH颗粒带永久性正电荷.低pH时,其ζ电位为正值,随着pH值增大电动电势逐渐减小.pH值大于等电点时,电动电势值变为负值.MMH的等电点为pH=11.6.(3)MMH用于炼油工业废水的处理,不仅投加量少,pH值适应范围宽,反应速度快,污染物去除率高,而且具有较好的破乳性能;MMH用于污泥脱水,具有最佳投加量少,滤饼含水率低,滤液透光性好,澄清度高的特点;MMH无论用于废水处理,还是污泥脱水,其效果都明显优于PAC和PFS.(4)MMH可有效处理复合三次采油的采出水的模拟水样,复合三次采油的采出水模拟水样,经MMH处理后,符合一级处理出水水质基本要求,其最佳投药量为200mg/l.(5)MMH用于染料废水的脱色时,对水溶性阴离子染料废水的脱色作用,主要为化学吸附所致,吸附规律能很好地符合Langmuir吸附方程.在足量MMH存在下,废水脱色率可达99﹪以上;MMH用于实际印染工业废水处理,脱色率和COD去除率同样较高,效果优于PAC和PFS;吸附pH值在5-11之间进行效果差别不大,而在pH值6-9时效果最佳.(6)MMH对含酚废水中的苯酚具有很好的吸附去除能力.实验条件下,对苯酚的去除率可达95﹪以上;MMH处理含酚废水实验的适宜条件为,中性pH值,室温,平衡吸附时间10min;达到国家工业废水第二类污染物三级排放标准(苯酚为1.0mg.l<'-1>),实验所获得的MMH投加量方程为:Y=49.36X+72.5.

目录

原创性声明及关于学位论文使用授权的声明

摘要

ABSTRACT

1.前言

1.1本课题研究的目的和意义

1.2文献综述

1.2.1混合金属层状双氢氧化物MMH的晶体结构

1.2.2 MMH的研究历史与现状

2.实验部分

2.1主要实验仪器与试剂

2.1.1实验仪器

2.1.2实验药品

2.2实验方法

2.2.1正电溶胶MMH的合成

2.2.2三次采油采出水处理试验方法

2.2.3炼油工业废水处理及污泥脱水实验方法

2.2.4脱色实验方法

2.2.5含酚废水处理试验方法

2.2.6 COD测定方法

2.2.7油含量测定方法

2.2.8水中苯酚含量测定方法

3.结果与讨论

3.1 MMH的合成及晶体结构分析

3.2 MMH的电动电势

3.3 MMH处理炼油工业废水的研究

3.3.1不同pH值下MMH的处理效果

3.3.2 MMH投加量对废水处理效果的影响

3.3.3 MMH与PAC及PFS处理效果的比较

3.3.4 MMH与PAC及PFS对炼油乳化废水性能的比较

3.3.5 MMH与PAC及PFS对污泥脱水能力的比较

3.3.6小结

3.4MMH处理油田复合三次采油采出水实验研究

3.4.1三次采油采出水模拟水样的配制

3.4.2处理剂的筛选

3.4.3油含量对处理效果的影响

3.4.4 HPAM含量对处理效果的影响

3.4.5悬浮物含量对处理效果的影响

3.4.6pH值对处理效果的影响

3.4.7水温对处理效果的影响

3.4.8现场复合三采污水的处理情况

3.4.9 MMH处理复合三采污水的机理探讨

3.4.10小结

3.5 MMH用于染料废水的脱色研究

3.5.1 Mg/Al摩尔比对脱色效果的影响

3.5.2脱色时间的选择

3.5.3 pH值的影响

3.5.4 MMH投加量的选择

3.5.5染料浓度对脱色的影响及吸附等温线

3.5.6温度对脱色的影响

3.5.7染料种类的影响

3.5.8吸附液的紫外光谱分析

3.5.9对实际印染工业废水的处理效果

3.5.10处理染料废水机理探讨

3.5.11小结

3.6 处理含酚废水的初步实验研究

3.6.1 MMH吸附苯酚的适宜条件及机理分析

3.6.2苯酚的平衡浓度与MMH投样量曲线

3.6.3小结

4.结论

参考文献

致谢

学位论文评阅及答辩情况表