【文章內(nèi)容簡介】 200 mg/L和 120 mg/L，都能達到 排放標準， 同時 再生紙廢水的 COD的質(zhì)量濃度 也能 達到 100 mg/L以下，并使 BOD、 SS和色度等指標達到《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標準》 (GB3544—20xx)的要求。 張秀麗 等 [21]用碳酸鈣對硅藻土進行改性 ， 然后用改性硅藻土 進行 吸附模擬廢水中重金屬離子 Cu2+的實驗研究 。 實 驗研究表明， 在 吸附時間為 60 min， pH值為 4，改性硅藻土投加量為 12 g的條件下，改性 硅藻土對重金屬離子 Cu2+吸附去除 效果最好，可達到 %。其中， pH值是影響吸附的最主要的因素。 Zhan Shulin等 [22]用氫氧化鎂 對硅藻土進行改性 ， 并用 制得的 改性硅藻土對陰離子染料進行吸附 實驗 研究 。 實驗 結(jié)果表明， 在時間為 50 min，溫度為 25 ℃ ， pH為 3，改性硅藻土加入量為 g的條件下， 改性硅藻土對染料的吸附 效果非常好 ，去除率可 達到 %。 硅藻土的有 機改性 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 有機改性可使有機改性劑進入 硅藻土 層間 ，并層狀平鋪在硅藻 土的層間 ， 多層的有機物層鋪 ， 撐開層間 ， 既增大了層間距 ，又使硅藻 土的吸附面積得到大幅度提高 ，使得其吸附能力增大 。 常見的有機改性劑有 溴化十六烷基三甲銨 、 殼聚糖 、 聚乙烯 亞胺 、 聚二甲基二烯丙基氯化銨 等。 （ 1） 溴化十六烷基三甲銨 改性 李門樓 [23]用質(zhì)量分數(shù)為 10%的溴化十六烷基三甲銨溶液對提純后的硅藻土進行改性，并用制 得 的改性硅藻土對含鋅電鍍廢水進行 實 驗研究。 實驗 結(jié)果表明 ，在廢水 pH值為 ~、鋅的質(zhì)量濃度為 mg/L， 改性硅藻土 與鋅 質(zhì)量比為 30:1的條件下 進行處理，鋅去除率可達 98%以上 ， 處理后廢水中鋅含量顯 符合 國家排放標準。吸附 Zn2+后的硅藻土可用 mol/L HCl溶液進行洗脫 ， 洗脫率可達 94%以上，而經(jīng)過洗脫再生的改性硅藻土 可重新投入使用。 杜玉成 等 [24]用 溴化十六烷基三甲銨對硅藻土進行改性， 并用制備得的改 性硅藻土對苯酚、脂肪酸進行去除效果 實驗 研究 。實驗 結(jié)果表明 ， 質(zhì)量分數(shù)為 %的溴化十六烷基三甲銨改性的硅藻土對廢水中苯酚、脂肪酸等有機物的去除效果最好 ， 吸附去除率可達 到 80%。該研究成果在 河北 省某 污水廠做應(yīng)用試驗 ， 初步效果較為理想。 （ 2）殼聚糖改性 李增新 等 [25]用殼聚糖 （ 脫乙酰度為 90%）的 醋酸溶液，對硅藻土進行改性，用 制 得的 殼聚 糖改性硅藻土處理實驗室有機廢液 ，進行 吸附 實驗研究 。實 驗結(jié)果表明 ， 在 pH=6，吸附平衡時間為 30 min， 殼聚糖與硅藻土質(zhì)量比為 1:20，吸附劑用量為 30 g/L，廢液中 COD的質(zhì)量濃度為 1000 mg/L的條件下 ，有機廢液 的 COD去除率 可達到 72%。 當有機廢液的 COD濃度不大于 1000 mg/L時， 經(jīng)兩級處理 ，再 流經(jīng)殼聚糖改性硅藻土吸附柱后 ， 流出液 的 COD殘留 量小于 100 mg，符合國家排放標準。 （ 3）聚乙烯 亞胺 改性 高保嬌 等 [26]用聚乙烯 亞胺 對硅藻土進行表面改性 ，用制得的 PEI表面改性的硅藻土 來進行 對苯酚的捕集行為 的實驗研究 。 實驗 結(jié)果表明，憑借強烈的靜電相互作用 ， 表面帶負電荷的硅藻土對陽離子性大分子 聚乙烯 亞胺 具有很強的吸附能力 。表面改性后 ， 硅藻土粉體表面的電性發(fā)生了根本性改變 ， 且等電點由 pH=pH=。在中性溶液中， 改性 硅藻土對水溶液中的苯酚飽和吸附量 可達 92 mg/g；在酸性溶液中， 改性硅藻土對水溶液中的苯酚產(chǎn)生一定的吸附作用 ， 但由于 聚乙烯 亞胺 分子鏈高度的質(zhì)子化，吸附量很低。 （ 4） 聚二甲基二烯丙基氯化銨 改性 曹亞麗 [27]用聚二甲基二烯丙基氯化銨對提純后的硅藻土進行表面改性， 用 制 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 得 的 改性硅藻土進行吸附去除水中腐植酸 的實驗研究 。 實驗 結(jié)果表明 ， 在 20 ℃ ，pH= ， 當改性硅藻土的投加量為 g/L，吸附時間為 120 min時，對腐植酸的吸附去除率 可 達 到 %。改性硅藻土對腐植酸的吸附行為符合 Freundlich等溫方程式。 硅藻土的活化 改性 硅藻土的活化 改性方法主要有 焙燒 、 微波輻射 改性。 微波 輻射 活化改性 利用微波合成和加工 材料 ， 具有溫度場均勻 ， 能夠產(chǎn)生特殊的物理化學(xué)效應(yīng) ， 對物質(zhì)能選擇性加熱和選擇性促進或加速化學(xué)反應(yīng) ， 且易于快速控制等特點 [18]； 焙燒 活化改性可使 硅藻 土受熱失去表面水、層間吸附水及孔隙中的雜質(zhì) ， 減小水膜和雜質(zhì)產(chǎn)生的吸附阻力 ， 使其吸附性能得到改善 。 詹樹林 等 [28]先對硅藻原土進行焙燒活化 改性， 然后用有機高分子聚合物聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚雙氰胺甲醛、聚丙烯酰胺中的一種或兩種以上 ，如再用聚二甲基二烯丙基氯化銨 對硅藻土進行 二次 改性，制得改性硅藻土。 實驗結(jié)果表明， 改性硅藻土對含有機物廢水的處理效果 比天然硅藻土 明顯提 高。 劉景華 等 [29]采用微波輻射技術(shù)對硅藻土進行 活化改性 ， 并用 制得的改性硅藻土 來處理 工廠 污水。結(jié)果表明 ， 用微波 活化 改性后 的 硅藻土對水中硫化物的吸附能力 比天然硅藻土 顯著增強 ， 硫化物 的 去除率 能 達到 87%以上 。 研究目的 及研究內(nèi)容 隨著工業(yè)的發(fā)展 ， 乙烯廢堿液的排放 不僅 愈發(fā)的 造成農(nóng)業(yè)和漁業(yè)的損失 ， 而且 已經(jīng) 危害 到了 人體健康 。 因此，尋求切實可行的 處理 方法是非常必要的。 采用改性 硅藻 土處理 乙烯廢堿液 去除率高、 工藝簡單、操作方便、成本也低，能廣泛的應(yīng)用于 乙烯廢堿液 的處理，從而減少 乙烯廢堿液 給環(huán)境以及人類帶來的危害，是值得深 入研究的處理技術(shù) [25]，故本實驗選用改性 硅藻 土處理 乙烯廢堿液 。 本論文的研究 內(nèi)容 是 先 用 鹽酸 對 硅藻土 進行 酸 改性， 然后用改性后的硅藻土對 乙烯廢堿液 進行 處理 處理 乙烯廢堿液 。 本論文的研究包括以下內(nèi)容 ： （ 1） 通過改變 液固比 ， 鹽酸濃度， 改性時間， 改性溫度四個因素，考察其對硅藻土 改性 效果 的 影響 趨勢 ，確定改性的最佳工藝條件 。 （ 2） 通過改變 吸附時間、吸附溫度、改性硅藻土加入量 、 廢水的 pH四個因素 ， 考察其對乙烯廢堿液中硫去除率的影響趨勢，確定改性硅藻土處理乙烯廢堿液 的最佳工藝條件 。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 第 2章 實驗部分 實驗原理 硅藻土 改性 原理 本課題采用鹽 酸改性 硅藻土 ， 經(jīng)酸處理后的硅藻土顆粒表面變得粗糙，形成許多凹槽和孔洞，增大了顆粒的比表面積 和孔容，提高了其對污染物質(zhì)的吸附能力。 改性硅藻土 處理乙烯廢堿液原理 改性硅藻土 具有很大的比表 面積和表面能，對 乙烯廢堿液 中的污染物質(zhì)具有很強的吸附能力， 處理 乙烯廢堿液 主要靠物理 吸 附作用。 乙烯廢堿液中 硫化物 檢測 原理 乙烯廢堿液中硫化物的檢測分為兩步，首先用雙氧水氧化乙烯廢堿液，將硫化物氧化為硫酸鹽。然后 在酸性溶液中，鉻酸鋇與硫酸鹽生成硫酸鋇沉淀，并釋放出鉻酸根離子。溶液中和后，多余的鉻酸鋇及生成的硫酸鋇仍是沉淀狀態(tài)，過流以除去沉淀。在堿性條件下，鉻酸根離子呈現(xiàn)黃色，可進行光度測定 [30]。 COD 檢測原理 在強酸性溶液中，一定量的重鉻酸鉀氧化水樣中還原性物質(zhì)，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨溶液回滴。根據(jù)硫酸亞鐵銨是用量算出水中還原性物質(zhì)消耗氧的量 [30]。 實驗 材料 實驗過程中所用的乙烯廢堿液來自于 中國石油錦州石化公司 。 實驗過程中所用的試劑如 表 21 所示 。 實驗儀器 實驗過程中所用的儀器如表 22 所示。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 表 21 實驗試劑 試劑名稱 純度 生產(chǎn)廠家 硅藻土 分析純 天津市化學(xué)試劑三廠 鹽酸 37% 沈陽試劑四廠 過氧化氫 30% 天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司 濃氨水 25% 天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司 鉻酸鉀 分析純 天津市天力化學(xué)試劑有限公司 氯化鋇 分析純 沈陽化學(xué)試劑廠 硫酸鈉 分析純 天津市北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠 表 22 實驗儀器 名稱 型號 生產(chǎn)廠家 可見分光光度計 722N 上海精密科學(xué)儀器有限公司 恒溫水浴振蕩器 HZSH 哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司 電 子 天平 LT202B 常熟市天量儀器有限公司 數(shù)字 pH 計 PHS2F 上海雷磁儀器廠 電子萬用爐 DL1 北京市永光明醫(yī)療儀器廠 電熱鼓風(fēng)干燥箱 1010 天津市泰斯特儀器有限公司 實驗步驟 標準曲線的繪制 （ 1） 鉻酸鋇懸濁液 液的配制 稱取 g 鉻酸鉀（ K2CrO4）與 g 氯化鋇（ BaCl2?2H2O），分別溶于 1 L 蒸餾水中，加熱至沸騰。將兩溶液傾入同一個 3 L 燒杯內(nèi)，此時生成黃色鉻酸鋇沉淀。待沉淀下降后，傾出上層清液，然后每次用約 1 L 蒸餾水洗滌沉淀，共需洗滌 5 次左右。最后加蒸餾水至 1 L，使成懸濁液，每次使用前混勻。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 （ 2） （ 1+1）氨水的配制 取 50 mL 濃氨水至于 容量 100 mL 容量瓶中， 然后加蒸餾水稀釋至標線。 （ 3） mol/L 鹽酸溶液的配制 取 mL 的 36%鹽酸溶液至于 100 mL 容量瓶中，然后加蒸餾水稀釋至標線。 （ 4） 硫酸鹽標準溶液 的 配制 稱取 g 優(yōu)級純無水硫酸鈉（ Na2SO4） ， 溶于少量水，置 1000 mL 容量瓶中，稀釋至標線。 （ 5）標準曲線的繪制 取 150 mL 錐形瓶八個，分別加入 0、 、 、 、 、 、 及 mL 硫酸 銀 標準溶液，加蒸餾水至 50 mL。向標準溶液中各加 1 mL mol/L鹽酸溶液，加熱煮沸 5 min 左右。取下后再各加 mL 鉻酸鋇懸濁液，再煮沸 5 min左右。取下錐形瓶，稍冷后，向各瓶逐滴加入（ 1+1）氨水至呈檸檬黃色，在多加2 滴。待溶液冷卻后，用慢速定性濾紙過濾，濾液收集于 50 mL 比色管內(nèi)（如濾液渾濁，應(yīng)重復(fù)過濾至透明）。用蒸餾水洗滌錐形瓶及濾紙三次，濾液收集于比色管中，用蒸餾水稀釋至標線。在 420 nm波長，用 10 mm 比色皿測量吸光度，繪制標準曲線 [26]。試驗結(jié)果和數(shù)據(jù)見附表 1， 圖 21。 0 2 4 6 8 100 .00 .10 .20 .30 .40 .5Y= +R2= 吸光度質(zhì)量 /m g 圖 21 硫 酸鹽 的標準曲線 由 硫酸鹽 標準曲線得到其函數(shù)方程 ： 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 ?? xy （ ） 式中 ： y—吸光度； x— 溶液中 硫酸鹽 的質(zhì)量 ， mg。 乙烯廢堿液中硫化物 檢測 取 20 mL乙烯廢堿液置于廣口瓶中， 加入 20 mL 雙氧水，加熱煮沸 20 min，待冷卻后 加蒸餾水至 50 mL，向水樣中加入 1 mL mol/L鹽酸溶液，加熱 煮沸 5 min左右。取下后再各加 10 mL鉻酸鋇懸濁液，再煮沸 5 min左右。取下錐形瓶，稍冷后，向各瓶逐滴加入（ 1+1）氨水至呈檸檬黃色，在多加 2滴。待溶液冷卻后，用慢速定性濾紙過濾，濾液收集于 50 mL比色管內(nèi)（如濾液渾濁，應(yīng)重復(fù)過濾至透明）。用蒸餾水洗滌錐形瓶及濾紙三次，濾液收集于比色管中，用蒸餾水稀釋至標線。在 420 nm波長，用 10 mm比色皿測量吸光度 。 硫酸鹽 濃度 的 計算 公式如下 ： 硫酸鹽 1 0 0 0/mgSO 24 ?? VML ），（ （ ） 式中 ： M— 由校準曲線查得的 SO42量 ， mg； V— 取水樣體積， mL。 硫酸鹽去除率的計算公式如下： %1 0 0C C 00 ?? C去除率 （ ） 式中： C—處理后水樣中硫化物濃度， mg/L； C0—原水樣中硫化物濃度 ， mg/L。 乙烯廢堿液中 COD的檢測 取 mL混合均勻的水樣置 205 mL磨口的回流錐形瓶中，準確加入 mL重鉻酸鉀標準溶液及數(shù)粒洗凈的玻璃珠或沸石，連接磨口回流冷凝管，從冷凝管上 口慢慢加入 30 mL硫酸 — 硫酸銀溶液，輕輕搖動錐形瓶使溶液混勻，加熱回流 2 h（自開始沸騰時計時）。冷卻后，用 90 mL水從上部慢慢沖洗冷凝管壁，取下錐形瓶，溶液總體積不得少于 140 mL、否則因酸度太大，滴定終點不明顯。溶液再冷卻后，加 3滴試亞鐵靈指示液，用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍綠色至紅褐色即為終點。記錄硫酸亞鐵銨標準溶液用量。 測定水樣的同時，以 20 m