盐酸改性硅藻土及改性硅藻土处理乙烯废碱液研究毕业论文(编辑修改稿)

盐酸改性硅藻土及改性硅藻土处理乙烯废碱液研究毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

200 mg/L和 120 mg/L，都能达到 排放标准， 同时 再生纸废水的 COD的质量浓度 也能 达到 100 mg/L以下，并使 BOD、 SS和色度等指标达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》 (GB3544—20xx)的要求。 张秀丽 等 [21]用碳酸钙对硅藻土进行改性 ， 然后用改性硅藻土 进行 吸附模拟废水中重金属离子 Cu2+的实验研究。 实 验研究表明， 在 吸附时间为 60 min， pH值为 4，改性硅藻土投加量为 12 g的条件下，改性 硅藻土对重金属离子 Cu2+吸附去除 效果最好，可达到 %。 其中， pH值是影响吸附的最主要的因素。 Zhan Shulin等 [22]用氢氧化镁 对硅藻土进行改性 ， 并用 制得的 改性硅藻土对阴离子染料进行吸附 实验 研究。 实验 结果表明， 在时间为 50 min，温度为 25 ℃ ， pH为 3，改性硅藻土加入量为 g的条件下， 改性硅藻土对染料的吸附 效果非常好 ，去除率可 达到 %。 硅藻土的有 机改性 本科生毕业设计（论文） 6 有机改性可使有机改性剂进入 硅藻土 层间 ，并层状平铺在硅藻 土的层间 ， 多层的有机物层铺 ， 撑开层间 ， 既增大了层间距 ，又使硅藻 土的吸附面积得到大幅度提高 ，使得其吸附能力增大。 常见的有机改性剂有 溴化十六烷基三甲铵 、 壳聚糖 、 聚乙烯 亚胺 、 聚二甲基二烯丙基氯化铵 等。 （ 1） 溴化十六烷基三甲铵 改性 李门楼 [23]用质量分数为 10%的溴化十六烷基三甲铵溶液对提纯后的硅藻土进行改性，并用制 得 的改性硅藻土对含锌电镀废水进行 实 验研究。 实验 结果表明 ，在废水 pH值为 ~、锌的质量浓度为 mg/L， 改性硅藻土 与锌 质量比为 30:1的条件下 进行处理，锌去除率可达 98%以上 ， 处理后废水中锌含量显 符合 国家排放标准。 吸附 Zn2+后的硅藻土可用 mol/L HCl溶液进行洗脱 ， 洗脱率可达 94%以上，而经过洗脱再生的改性硅藻土 可重新投入使用。 杜玉成 等 [24]用 溴化十六烷基三甲铵对硅藻土进行改性， 并用制备得的改 性硅藻土对苯酚、脂肪酸进行去除效果 实验 研究。 实验 结果表明 ， 质量分数为 %的溴化十六烷基三甲铵改性的硅藻土对废水中苯酚、脂肪酸等有机物的去除效果最好 ， 吸附去除率可达 到 80%。 该研究成果在 河北 省某 污水厂做应用试验 ， 初步效果较为理想。 （ 2）壳聚糖改性 李增新 等 [25]用壳聚糖 （ 脱乙酰度为 90%）的 醋酸溶液，对硅藻土进行改性，用 制 得的 壳聚 糖改性硅藻土处理实验室有机废液 ，进行 吸附 实验研究。 实 验结果表明 ， 在 pH=6，吸附平衡时间为 30 min， 壳聚糖与硅藻土质量比为 1:20，吸附剂用量为 30 g/L，废液中 COD的质量浓度为 1000 mg/L的条件下 ，有机废液 的 COD去除率 可达到 72%。 当有机废液的 COD浓度不大于 1000 mg/L时， 经两级处理 ，再 流经壳聚糖改性硅藻土吸附柱后 ， 流出液 的 COD残留 量小于 100 mg，符合国家排放标准。 （ 3）聚乙烯 亚胺 改性 高保娇 等 [26]用聚乙烯 亚胺 对硅藻土进行表面改性 ，用制得的 PEI表面改性的硅藻土 来进行 对苯酚的捕集行为 的实验研究。 实验 结果表明，凭借强烈的静电相互作用 ， 表面带负电荷的硅藻土对阳离子性大分子 聚乙烯 亚胺 具有很强的吸附能力。 表面改性后 ， 硅藻土粉体表面的电性发生了根本性改变 ， 且等电点由 pH=pH=。 在中性溶液中， 改性 硅藻土对水溶液中的苯酚饱和吸附量 可达 92 mg/g；在酸性溶液中， 改性硅藻土对水溶液中的苯酚产生一定的吸附作用 ， 但由于 聚乙烯 亚胺 分子链高度的质子化，吸附量很低。 （ 4） 聚二甲基二烯丙基氯化铵 改性 曹亚丽 [27]用聚二甲基二烯丙基氯化铵对提纯后的硅藻土进行表面改性， 用 制 本科生毕业设计（论文） 7 得 的 改性硅藻土进行吸附去除水中腐植酸 的实验研究。 实验 结果表明 ， 在 20 ℃ ，pH= ， 当改性硅藻土的投加量为 g/L，吸附时间为 120 min时，对腐植酸的吸附去除率 可 达 到 %。 改性硅藻土对腐植酸的吸附行为符合 Freundlich等温方程式。 硅藻土的活化 改性 硅藻土的活化 改性方法主要有 焙烧 、 微波辐射 改性。 微波 辐射 活化改性 利用微波合成和加工 材料 ， 具有温度场均匀 ， 能够产生特殊的物理化学效应 ， 对物质能选择性加热和选择性促进或加速化学反应 ， 且易于快速控制等特点 [18]； 焙烧 活化改性可使 硅藻 土受热失去表面水、层间吸附水及孔隙中的杂质 ， 减小水膜和杂质产生的吸附阻力 ， 使其吸附性能得到改善。 詹树林 等 [28]先对硅藻原土进行焙烧活化 改性， 然后用有机高分子聚合物聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚双氰胺甲醛、聚丙烯酰胺中的一种或两种以上 ，如再用聚二甲基二烯丙基氯化铵 对硅藻土进行 二次 改性，制得改性硅藻土。 实验结果表明， 改性硅藻土对含有机物废水的处理效果 比天然硅藻土 明显提 高。 刘景华 等 [29]采用微波辐射技术对硅藻土进行 活化改性 ， 并用 制得的改性硅藻土 来处理 工厂 污水。 结果表明 ， 用微波 活化 改性后 的 硅藻土对水中硫化物的吸附能力 比天然硅藻土 显著增强 ， 硫化物 的 去除率 能 达到 87%以上。 研究目的 及研究内容 随着工业的发展 ， 乙烯废碱液的排放 不仅 愈发的 造成农业和渔业的损失 ， 而且 已经 危害 到了 人体健康。 因此，寻求切实可行的 处理 方法是非常必要的。 采用改性 硅藻 土处理 乙烯废碱液 去除率高、 工艺简单、操作方便、成本也低，能广泛的应用于 乙烯废碱液 的处理，从而减少 乙烯废碱液 给环境以及人类带来的危害，是值得深 入研究的处理技术 [25]，故本实验选用改性 硅藻 土处理 乙烯废碱液。 本论文的研究 内容 是 先 用 盐酸 对 硅藻土 进行 酸 改性， 然后用改性后的硅藻土对 乙烯废碱液 进行 处理 处理 乙烯废碱液。 本论文的研究包括以下内容 ： （ 1） 通过改变 液固比 ， 盐酸浓度， 改性时间， 改性温度四个因素，考察其对硅藻土 改性 效果 的 影响 趋势 ，确定改性的最佳工艺条件。 （ 2） 通过改变 吸附时间、吸附温度、改性硅藻土加入量 、 废水的 pH四个因素 ， 考察其对乙烯废碱液中硫去除率的影响趋势，确定改性硅藻土处理乙烯废碱液 的最佳工艺条件。 本科生毕业设计（论文） 8 第 2章 实验部分 实验原理 硅藻土 改性 原理 本课题采用盐 酸改性 硅藻土 ， 经酸处理后的硅藻土颗粒表面变得粗糙，形成许多凹槽和孔洞，增大了颗粒的比表面积 和孔容，提高了其对污染物质的吸附能力。 改性硅藻土 处理乙烯废碱液原理 改性硅藻土 具有很大的比表 面积和表面能，对 乙烯废碱液 中的污染物质具有很强的吸附能力， 处理 乙烯废碱液 主要靠物理 吸 附作用。 乙烯废碱液中 硫化物 检测 原理 乙烯废碱液中硫化物的检测分为两步，首先用双氧水氧化乙烯废碱液，将硫化物氧化为硫酸盐。 然后 在酸性溶液中，铬酸钡与硫酸盐生成硫酸钡沉淀，并释放出铬酸根离子。 溶液中和后，多余的铬酸钡及生成的硫酸钡仍是沉淀状态，过流以除去沉淀。 在碱性条件下，铬酸根离子呈现黄色，可进行光度测定 [30]。 COD 检测原理 在强酸性溶液中，一定量的重铬酸钾氧化水样中还原性物质，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵溶液回滴。 根据硫酸亚铁铵是用量算出水中还原性物质消耗氧的量 [30]。 实验 材料 实验过程中所用的乙烯废碱液来自于 中国石油锦州石化公司。 实验过程中所用的试剂如 表 21 所示。 实验仪器 实验过程中所用的仪器如表 22 所示。 本科生毕业设计（论文） 9 表 21 实验试剂 试剂名称 纯度 生产厂家 硅藻土 分析纯 天津市化学试剂三厂 盐酸 37% 沈阳试剂四厂 过氧化氢 30% 天津市风船化学试剂科技有限公司 浓氨水 25% 天津市风船化学试剂科技有限公司 铬酸钾 分析纯 天津市天力化学试剂有限公司 氯化钡 分析纯 沈阳化学试剂厂 硫酸钠 分析纯 天津市北方天医化学试剂厂 表 22 实验仪器 名称 型号 生产厂家 可见分光光度计 722N 上海精密科学仪器有限公司 恒温水浴振荡器 HZSH 哈尔滨市东联电子技术开发有限公司 电 子 天平 LT202B 常熟市天量仪器有限公司 数字 pH 计 PHS2F 上海雷磁仪器厂 电子万用炉 DL1 北京市永光明医疗仪器厂 电热鼓风干燥箱 1010 天津市泰斯特仪器有限公司 实验步骤 标准曲线的绘制 （ 1） 铬酸钡悬浊液 液的配制 称取 g 铬酸钾（ K2CrO4）与 g 氯化钡（ BaCl2•2H2O），分别溶于 1 L 蒸馏水中，加热至沸腾。 将两溶液倾入同一个 3 L 烧杯内，此时生成黄色铬酸钡沉淀。 待沉淀下降后，倾出上层清液，然后每次用约 1 L 蒸馏水洗涤沉淀，共需洗涤 5 次左右。 最后加蒸馏水至 1 L，使成悬浊液，每次使用前混匀。 本科生毕业设计（论文） 10 （ 2） （ 1+1）氨水的配制 取 50 mL 浓氨水至于 容量 100 mL 容量瓶中， 然后加蒸馏水稀释至标线。 （ 3） mol/L 盐酸溶液的配制 取 mL 的 36%盐酸溶液至于 100 mL 容量瓶中，然后加蒸馏水稀释至标线。 （ 4） 硫酸盐标准溶液 的 配制 称取 g 优级纯无水硫酸钠（ Na2SO4） ， 溶于少量水，置 1000 mL 容量瓶中，稀释至标线。 （ 5）标准曲线的绘制 取 150 mL 锥形瓶八个，分别加入 0、 、 、 、 、 、 及 mL 硫酸 银 标准溶液，加蒸馏水至 50 mL。 向标准溶液中各加 1 mL mol/L盐酸溶液，加热煮沸 5 min 左右。 取下后再各加 mL 铬酸钡悬浊液，再煮沸 5 min左右。 取下锥形瓶，稍冷后，向各瓶逐滴加入（ 1+1）氨水至呈柠檬黄色，在多加2 滴。 待溶液冷却后，用慢速定性滤纸过滤，滤液收集于 50 mL 比色管内（如滤液浑浊，应重复过滤至透明）。 用蒸馏水洗涤锥形瓶及滤纸三次，滤液收集于比色管中，用蒸馏水稀释至标线。 在 420 nm波长，用 10 mm 比色皿测量吸光度，绘制标准曲线 [26]。 试验结果和数据见附表 1， 图 21。 0 2 4 6 8 100 .00 .10 .20 .30 .40 .5Y= +R2= 吸光度质量 /m g 图 21 硫 酸盐 的标准曲线 由 硫酸盐 标准曲线得到其函数方程 ： 本科生毕业设计（论文） 11  xy （ ） 式中 ： y—吸光度； x— 溶液中 硫酸盐 的质量 ， mg。 乙烯废碱液中硫化物 检测 取 20 mL乙烯废碱液置于广口瓶中， 加入 20 mL 双氧水，加热煮沸 20 min，待冷却后 加蒸馏水至 50 mL，向水样中加入 1 mL mol/L盐酸溶液，加热 煮沸 5 min左右。 取下后再各加 10 mL铬酸钡悬浊液，再煮沸 5 min左右。 取下锥形瓶，稍冷后，向各瓶逐滴加入（ 1+1）氨水至呈柠檬黄色，在多加 2滴。 待溶液冷却后，用慢速定性滤纸过滤，滤液收集于 50 mL比色管内（如滤液浑浊，应重复过滤至透明）。 用蒸馏水洗涤锥形瓶及滤纸三次，滤液收集于比色管中，用蒸馏水稀释至标线。 在 420 nm波长，用 10 mm比色皿测量吸光度。 硫酸盐 浓度 的 计算 公式如下 ： 硫酸盐 1 0 0 0/mgSO 24  VML ），（ （ ） 式中 ： M— 由校准曲线查得的 SO42量 ， mg； V— 取水样体积， mL。 硫酸盐去除率的计算公式如下： %1 0 0C C 00  C去除率 （ ） 式中： C—处理后水样中硫化物浓度， mg/L； C0—原水样中硫化物浓度 ， mg/L。 乙烯废碱液中 COD的检测 取 mL混合均匀的水样置 205 mL磨口的回流锥形瓶中，准确加入 mL重铬酸钾标准溶液及数粒洗净的玻璃珠或沸石，连接磨口回流冷凝管，从冷凝管上 口慢慢加入 30 mL硫酸 — 硫酸银溶液，轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀，加热回流 2 h（自开始沸腾时计时）。 冷却后，用 90 mL水从上部慢慢冲洗冷凝管壁，取下锥形瓶，溶液总体积不得少于 140 mL、否则因酸度太大，滴定终点不明显。 溶液再冷却后，加 3滴试亚铁灵指示液，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。 记录硫酸亚铁铵标准溶液用量。 测定水样的同时，以 20 m。