坡縷石黏土對水相中木質(zhì)素磺酸鹽的吸附及污泥應(yīng)用研究.pdf

1、我國造紙工業(yè)的發(fā)展對經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著舉足輕重的作用。然而隨著造紙工業(yè)的發(fā)展,環(huán)境問題也日益凸顯。我國大部分的造紙企業(yè)將未經(jīng)處理的造紙制漿廢水或處理不達(dá)標(biāo)的造紙制漿廢水直接排棄于江河湖泊之中。廢水中的許多有害物質(zhì),如無機(jī)堿、單寧及木質(zhì)素等都會直接影響自然界中的水質(zhì)。
　　與造紙廢水一樣污染水源的還有印染廢水。不同的染料如亞甲基藍(lán)、羅丹明B以及一些綠色染料等都是染料中最常用的,這些物質(zhì)隨廢水排出也會直接影響水質(zhì)。
　　無論是造紙廢水

2、還是印染廢水都含有大量的污染物,為了保護(hù)環(huán)境,許多方法都被用來除去廢水中的污染物。廢水處理主要采用三類技術(shù):生物、化學(xué)和物理的手段。常用的方法有反滲透、離子交換、降解以及吸附法等。
　　在廢水綜合處理系統(tǒng)中,污泥是固/液分離所產(chǎn)生的必不可少的物質(zhì)。目前,對于污泥的處理有各種可供選擇的方法,主要有土地應(yīng)用、垃圾填埋、焚燒污泥等,然而這些方法都存在嚴(yán)重的缺點(diǎn)。
　　以坡縷石黏土為吸附劑,處理含有木質(zhì)素磺酸鹽的造紙廢水,不僅可以凈

3、化廢水,而且坡縷石黏土自身可被有機(jī)化改性,污泥無需進(jìn)一步表面改性,可以直接作為高分子材料增強(qiáng)劑使用,實現(xiàn)污水處理的無害化循環(huán)。
　　本文利用坡縷石黏土的強(qiáng)吸附能力,處理了水溶液中的木質(zhì)素磺酸鹽,為造紙廢水的進(jìn)一步處理提供基礎(chǔ)研究;將處理完木質(zhì)素磺酸鹽廢水的污泥用于亞甲基藍(lán)廢水的處理,進(jìn)一步提高了吸附劑的利用率,也節(jié)約了廢水處理成本;又將吸附完木質(zhì)素磺酸鹽廢水的污泥用作橡膠增強(qiáng)劑。本研究對吸附劑的綜合利用,不僅將污水處理后產(chǎn)生的污泥

4、無害化處理,而且大大降低了污水處理的成本,對污水處理和污泥循環(huán)利用起了很大的促效作用。
　　本論文由以下四部分組成:
　　第一部分:文獻(xiàn)綜述
　　對目前造紙廢水以及印染廢水的來源、成份、污染現(xiàn)狀、處理技術(shù)以及廢水處理發(fā)展前景作了闡述。我國面臨最嚴(yán)重的水環(huán)境污染之一是工業(yè)廢水污染。盡管近年來工業(yè)廢水占廢水總量的比例有所降低,化學(xué)需氧量排放量也降低,但氨氮排放量降低幅度更大,即廢水的可生化性下降,而且工業(yè)廢水排放量持續(xù)增加

5、。所以工業(yè)廢水的污染嚴(yán)重性仍需重視。工業(yè)水污染是環(huán)境污染的主要污染源,其中以冶金、輕工、化工、造紙、紡織印染等行業(yè)污染特別嚴(yán)重。然后就廢水處理所產(chǎn)生污泥的處理及應(yīng)用作了相關(guān)介紹。列舉了丁苯橡膠的分類、性能及作用等。丁苯橡膠是橡膠工業(yè)的骨干產(chǎn)品,也是合成橡膠第一大品種,其價格低性能良好,可以代替天然橡膠使用。丁苯橡膠主要用于生產(chǎn)輪胎、汽車部件、膠管、膠帶、電線電纜以及其它合成橡膠制品,部分丁苯橡膠還用來制造膠鞋。但是,隨著汽車行業(yè)的發(fā)展,

6、對汽車輪胎的性能也有更高的要求,也即對丁苯橡膠的性能提高和改善有了進(jìn)一步的要求。最后,寫出了本實驗的研究目的、研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)。
　　第二部分:改性坡縷石黏土對水相中木質(zhì)素磺酸鈉吸附研究
　　利用酸化和焙燒處理的方法對坡縷石黏土進(jìn)行物理改性,制備出了酸化坡縷石黏土和熱處理坡縷石黏土,借助XRD和TEM對不同方法處理的坡縷石黏土進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和形貌表征,并利用黏土對木質(zhì)素磺酸鹽廢水進(jìn)行了吸附研究。結(jié)果表明:鹽酸濃度為1mol/L,

7、溫度60~70℃,改性處理6h制備得到的吸附劑相對原坡縷石黏土及熱處理的坡縷石黏土吸附效果最好,動力學(xué)研究表明吸附過程符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型,吸附等溫線符合Langmuir吸附模型,其平衡吸附量可達(dá)到96.94mg/g。該吸附是一個放熱過程,增加溶液的濃度提高吸附強(qiáng)度,吸附時間、溫度、吸附劑用量對吸附量均有重要影響。
　　第三部分:坡縷石黏土污泥對水相中亞甲基藍(lán)吸附研究
　　將吸附完木質(zhì)素磺酸鈉的坡縷石黏土污泥和1mol/L酸

8、處理過的坡縷石黏土作為吸附劑,分別對水相中亞甲基藍(lán)進(jìn)行吸附試驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn):當(dāng)吸附劑用量為10mg,溫度為30℃時,1mol/L酸處理過的坡縷石黏土作吸附劑時最大吸附量為97.5mg/g,而用坡縷石黏土污泥作吸附劑時最大吸附量為98.7mg/g。因此,我們選用吸附完木質(zhì)素磺酸鈉的坡縷石黏土污泥作為吸附劑來吸附水相中的亞甲基藍(lán),這樣不僅可以凈化印染廢水,避免了用吸附法處理造紙廢水所產(chǎn)生污泥的二次污染,也為處理印染廢水節(jié)約了成本。
　　

9、第四部分:坡縷石黏土污泥對丁苯橡膠力學(xué)性能的影響研究
　　將吸附完木質(zhì)素磺酸鈉的坡縷石黏土污泥、坡縷石黏土原礦以及木質(zhì)素磺酸鈉作為補(bǔ)強(qiáng)劑分別加入丁苯橡膠-1712(SBR-1712)中機(jī)械共混得到不同的復(fù)合材料。硫化制樣,考察了不同補(bǔ)強(qiáng)劑對SBR-1712力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:當(dāng)加入坡縷石黏土原礦后力學(xué)性能提高不大,而加入木質(zhì)素磺酸鈉和坡縷石黏土污泥之后力學(xué)性能都有明顯提高,但二者差別不大。因此,我們可以選用坡縷石黏土污泥作為