小麥秸稈吸附劑的制備及其對溶液中磷酸根的吸附性能研究.pdf

1、在綜合國內(nèi)外大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，本論文選用農(nóng)作物秸稈中的小麥秸稈為原料，對其進(jìn)行化學(xué)改性，制備生物炭質(zhì)吸附劑，并通過對水溶液中磷酸根吸附性能的研究，考察其應(yīng)用于含磷富營養(yǎng)化廢水治理的可能性。通過正交實(shí)驗(yàn)檢測了氯化鋅法改性小麥秸稈制備生物炭質(zhì)吸附劑過程中浸漬比、活化溫度、活化時(shí)間、氯化鋅溶液質(zhì)量濃度等因素的影響，確定了改性的最佳工藝條件，通過靜態(tài)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)，研究了多種外源因素對磷酸根吸附效果的影響，并討論了吸附熱力學(xué)和吸附動(dòng)力學(xué)，為

2、秸稈等生物質(zhì)規(guī)模化應(yīng)用于廢水治理提供科學(xué)依據(jù)。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　 利用氯化鋅改性小麥秸稈，制備了生物炭質(zhì)吸附劑?？疾炝寺然\溶液質(zhì)量濃度、浸漬比、活化溫度和活化時(shí)間等因素對產(chǎn)品吸附性能和得率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：氯化鋅法制備小麥秸稈生物炭質(zhì)吸附劑時(shí)，浸漬比和氯化鋅溶液質(zhì)量濃度的適當(dāng)增大有利于提高小麥秸稈生物炭質(zhì)吸附劑的得率及其對磷酸根的去除率。隨著活化溫度的升高和活化時(shí)間的延長，小麥秸稈生物炭質(zhì)吸附劑對磷酸根的去除率

3、逐漸增大，吸附劑的得率逐漸減小。正交實(shí)驗(yàn)得到最佳工藝條件為：氯化鋅溶液質(zhì)量濃度250g/L，浸漬比2.2:1，活化溫度600℃，活化時(shí)間45min，在該條件下生物炭質(zhì)吸附劑的得率為37.85％，對磷酸根的去除率為99.33％。
　　 利用改性小麥秸稈制備的吸附劑對含磷廢水進(jìn)行了靜態(tài)吸附研究。采用平衡吸附法研究了秸稈投加量、溶液pH、溶液初始濃度、溫度和反應(yīng)時(shí)間對改性小麥秸稈吸附水溶液中磷酸根的影響。結(jié)果表明：pH在中性和偏堿性范

4、圍時(shí)，改性小麥秸稈對磷酸根的吸附效果較好，去除率均大于95％；隨著溫度的升高，改性小麥秸稈對磷酸根的最大吸附量(Qmax)逐漸減小，溫度從293K上升到313K，改性小麥秸稈對磷酸根(以P計(jì))的最大吸附量(Qmax)由59.20mg/g減小至56.23mg/g，Langmuir等溫模式能更好地描述改性小麥秸稈對磷酸根的等溫吸附效果；改性小麥秸稈對磷酸根的吸附為快速吸附，20min即可達(dá)到吸附平衡；三種溫度下的吉布斯自由能變化量△G和焓變

5、化量△H均為負(fù)值，說明改性小麥秸稈對磷酸根的吸附是一個(gè)放熱過程，能自發(fā)進(jìn)行。
　　 利用改性小麥秸稈對含磷廢水進(jìn)行了動(dòng)態(tài)吸附研究。結(jié)果表明：溶液流速、磷酸根的初始濃度、pH等因素對動(dòng)態(tài)吸附有很大的影響。增大流速，穿透體積減小，穿透時(shí)間提前，秸稈的平衡吸附量降低；在同一流速下，增大磷酸根溶液初始濃度，秸稈的平衡吸附量增大；溶液pH和溫度對秸稈的吸附能力影響不大；增加吸附劑用量有利于水體中磷酸根的去除，但吸附劑用量增加太大，反而會(huì)增