两种农林废弃物对水中扑草净、溶解油的吸附研究

摘要

随着工业生产的迅速发展，石油对海洋、河流等自然水体的污染日益严重。另一方面，现代农业生产中化学农药大量的应用，使得水体中农药与石油共存，给水体净化增加了难度，寻求快速、高效、环保、廉价的污染物去除方法已成为处理水体污染的关键。
　　本文利用小麦秸秆和香蒲绒对扑草净、溶剂油进行吸附。首先进行小麦秸秆吸附扑草净、溶解油的吸附实验，考察麦秆粒径、投加量、振荡频率、吸附质初始质量浓度四种因素对吸附的影响，以及小麦秸秆对扑草净、溶解油的等温吸附和扑草净吸附动力学过程，并采用正交实验对影响吸附的因素进行优化。然后以香蒲绒作为吸附材料，探究其对扑草净、溶解油的吸附性能及机理，主要进行单因素吸附平衡实验、吸附等温线实验、香蒲绒吸附扑草净动力学实验，并运用正交实验方法对各影响因素进行优化。通过实验数据分析，结论如下：
　　（1）在振荡频率150 r/min、秸秆粒径250-500μm、麦秆投加量0.5000 g、吸附时间5 h时，扑草净浓度由5.20 mg/L降至3.22 mg/L，去除率为37.97％；在振荡频率150 r/min、香蒲绒投加量0.5000 g、扑草净初始浓度为5.08 mg/L、吸附时间5 h时，扑草净吸附去除率为9.87%，去除效果相对较差；小麦秸秆、香蒲绒均可以迅速吸附水中溶解油，15 min即达到吸附平衡，振荡频率150 r/min、投加量0.5000 g，小麦秸秆粒径250-500μm时溶解油吸附去除率为42.36%、吸附量为1.60 mg/g（溶解油初始浓度为37.79 mg/L），香蒲绒除油率为34.97%、吸油量为1.22 g/g（溶解油初始浓度为35.03 mg/L）。
　　（2）小麦秸秆吸附单因素等温平衡实验表明，随麦秆粒径增加（150-4000μm），其比表面积减小，平衡吸附量随之减小，粒径150-250μm麦秆对扑草净、溶解油平衡吸附量分别为为0.192 mg/g、1.64 mg/g，显著高于1700-4000μm的（0.0593 mg/g、1.43 mg/g）；随麦秆投加量增加（0.1000-1.0000 g），去除率随之增加，平衡吸附量与之相反，0.1000 g投加量时，扑草净、溶解油平衡吸附量分别为0.222 mg/g、3.61 mg/g；随着振荡频率加剧，秸秆在水中扩散增强，秸秆与扑草净分子、溶解油粒子接触几率增加，振荡频率250 r/min时平衡吸附量分别为0.191 mg/g、1.65 mg/g；平衡吸附量随吸附质浓度的增加而增加，扑草净平衡吸附量为0.226 mg/g（初始浓度为6.18 mg/L），溶解油平衡吸附量为2.31 mg/g（初始浓度为53.25 mg/L）。
　　（3）香蒲绒吸附扑草净、溶解油单因素等温平衡实验表明，随香蒲绒投加量增加（0.1000-1.0000 g），去除率随之增加，平衡吸附量与之相反，0.1000 g投加量时，平衡吸附量分别为0.0669 mg/g、4.14 mg/g；随着振荡频率加剧，香蒲绒在水中的扩散增强，香蒲绒与扑草净分子、溶解油分子接触几率增加，振荡频率250 r/min时平衡吸附量为0.0512 mg/g、1.27 mg/g；随吸附质初始浓度增加，吸附量随之增加，扑草净初始浓度为6.19 mg/L时的平衡吸附量为0.0532 mg/g，溶解油初始浓度为53.25mg/L时的吸附量为1.71 mg/g。
　　（4）分别以Henry型、Langmuir型、Freundlich型吸附等温式对实验数据进行拟合，资料表明，小麦秸秆吸附扑草净、溶解油，以及香蒲绒吸附扑草净、溶解油的吸附过程适宜采用 Henry型等温式描述。采用伪一级动力学方程、伪二级动力学方程、Elovich经验方程、颗粒内扩散方程拟合分析扑草净吸附动力学过程，以伪二级动力学模型较为符合扑草净吸附动力学过程。
　　（5）正交实验表明，在实验探究范围内，振荡频率为150 r/min、小麦秸秆粒径为250-500μm、麦秆投加量为0.7000 g，扑草净初始浓度为2.00 mg/L、溶解油初始浓度为16.51 mg/L时，扑草净、溶解油的去除率最佳，分别为47.81%、50.51%；振荡频率为150 r/min、香蒲绒投加量为0.7000 g，扑草净初始浓度为2.00 mg/L、溶解油初始浓度为14.85 mg/L，扑草净、溶解油去除率最佳，分别为12.69%、51.46%。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

第一节 水体扑草净、溶解油污染现状及危害

第二节 水体扑草净、溶解油污染处置方法

第三节 生物质对水体污染物的吸附研究

第四节 选题依据及实验内容

第二章 小麦秸秆吸附扑草净的研究

第一节 材料与方法

第二节 实验结果与讨论

第三节 本章小结

第三章 小麦秸秆吸附溶解油的研究

第一节 材料与方法

第二节 实验结果与讨论

第三节 本章小结

第四章 香蒲绒吸附扑草净的研究

第一节 材料与方法

第二节 实验结果与讨论

第三节 本章小结

第五章 香蒲绒吸附溶解油的研究

第一节 材料与方法

第二节 实验结果与讨论

第三节 本章小结

第六章 结论和建议

第一节 结论

第二节 建议

参考文献

致谢

个人简历