【正文】 t has drawn up the sepiolite adsorption isothermal and obtained its max adsorptive capacity: the phenol is 。 通過本課題的研究得出活化海泡石對焦化廢水中的揮發(fā)酚、氨氮有較高的去除率，吸附去除率可達到60%—70%,因此海泡石作為環(huán)境保護中的吸附劑和催化劑載體具有廣闊的應用前景。本文研究了經(jīng)過H2SO4改性海泡石對焦化廢水中的揮發(fā)酚和氨氮的吸附性能， 通過靜態(tài)吸附實驗考察了各種條件對吸附效果的影響，包括初始濃度、pH值、吸附時間和吸附溫度。由于其比表面大，僅次于活性炭，因此在吸附方面會有較好的效果。安徽工程科技學院畢業(yè)論文畢業(yè)設(shè)計（論文）材料之二（1） 編號：200 —JX15— — 安徽工程科技學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）專 業(yè)： 環(huán)境工程 題 目：海泡石去除焦化廢水性能的研究 作 者 姓 名： XXXX 導師及職稱： XXXX 講師 導師所在單位： 生化系 2007年 06 月 15 日海泡石去除焦化廢水性能的研究摘 要海泡石是一種纖維狀含水的鎂硅酸鹽礦石，具有良好的吸附性能。海泡石是一種富鎂纖維狀硅酸鹽粘土礦物，它的用途十分廣泛。焦化廢水的組分異常復雜，是較難處理的廢水之一。通過活化海泡石對揮發(fā)酚、氨氮的吸附正交實驗，選擇了最佳吸附條件為：揮發(fā)酚：振蕩時間為25min，初始濃度為20mg/l，pH值為6；氨氮：振蕩時間為40min，初始濃度為200mg/l，pH值為4，以及通過在室溫下的靜態(tài)吸附，繪制了海泡石的吸附等溫線，求得其最大吸附量為：揮發(fā)酚：；氨氮：。 關(guān)鍵詞: 海泡石；吸附；揮發(fā)酚；氨氮；The research on removes the coking waste water by SepioliteAbstractSepiolit is a fibrous natural hydtated magnesium silicate with good absorptive property. The sepiolite is one kind of rich magnesium fibrous silicate clay mineral， its use is extremely widespread. Because its relative surface is big and only inferior in the activated charcoal， so the sepiolite have the good effect in the adsorption aspect. The coking waste water with extreor dinary plicated ponents is one of the waste water difficult to be treated . This article has studied the sepiolite by H2SO4 modified to the phenol and ammonia nitrogen in coking wastewater adsorption performance. And inspected each kind of condition to adsorb the effect the influence, including initial concertration, pH value ,adsorption time and adsorption temperature through the static adsorption experiment. Then has carried on the activation sepiolite to phenol and ammonia nitrogen adsorption orthogonal experiment and has chosen the best adsorption condition: the phenol ：the oscillated time is 25min，the initial concertration is 20mg/L,the dosage is ,the pH value is 6。the ammonia nitrogen is It has obtained that the activated sepiolite has the higher removal rate to the phenol, ammonia nitrogen in coking wastewater through the research of this subjiect , and the adsorption removal rate could reach 60% 70%,so the sepiolite has the broad application prospects as the environmental protection adsorbent and catalyst carriers.Keywords: sepiolite。 phenol。正是由于這種獨特的結(jié)構(gòu)，使得海泡石的比表面積高，孔隙率大，具有良好的吸附性、流變性和催化性，應用前景十分廣闊。因此必須預先經(jīng)過提純、超細加工、改性等一系列處理，進一步改善其優(yōu)良性能，使其作為吸附劑、凈化劑、離子交換劑、除臭劑、補強劑、懸浮劑、觸變劑、填充劑等應用于水處理、催化、橡膠、涂料、化肥、飼料等工業(yè)方面，另外海泡石較好的抗鹽性能和耐高溫性能使其作為鉆井優(yōu)質(zhì)泥漿原料應用于石油鉆井、地熱鉆井等方面。由于海泡石具有巨大的比表面和獨特的孔結(jié)構(gòu)，海泡石的用途十分廣泛，尤其是在吸附和催化方面。在環(huán)保領(lǐng)域中，由于其比表面僅次于活性炭，而其價格卻十分低廉，因此海泡石作為環(huán)境保護中的吸附劑和催化劑載體具有廣闊的應用前景，但是改性海泡石的表面性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與催化性能的關(guān)系尚不清楚，海泡石的作用機理不夠深入和明確。本課題研究了經(jīng)過H2SO4改性海泡石對焦化廢水中的苯酚和氨氮的吸附性能， 通過靜態(tài)吸附實驗確定了最佳活化條件；進行了活化后的海泡石對苯酚、氨氮的吸附實驗，選擇了最佳吸附條件；以及在室溫下的靜態(tài)吸附，繪制了海泡石的吸附等溫線，并求得其飽和吸附量。第1章 緒 論 海泡石的一般物理性質(zhì)海泡石礦物有白、黃、灰等幾種顏色，純凈的海泡石多呈白色至淺灰色。風化后具有上狀光澤，新鮮表面顯珍珠光澤，斷面呈現(xiàn)纖維狀。入水、吸水速度快，成絮凝狀，吸水量較大。 海泡石的吸附性能海泡石是一種纖維狀的硅酸鹽粘土礦物，具有巨大的比表面和獨特的孔結(jié)構(gòu)及良好的吸附性、流變性、催化性等。海泡石是一種纖維狀鎂硅酸鹽粘土礦物，理論結(jié)構(gòu)式為Si12Mg8O30(OH)4(H2O)4在其結(jié)構(gòu)單元中，硅氧四面體和鎂氧八面體相互交替，具層狀和鏈狀的過渡型特征。[7]然而天然海泡石礦品位低，雜質(zhì)含量較高，且表面酸性弱、通道小、熱穩(wěn)定性不好，這些弱點限制了海泡石的應用。海泡石是一種富鎂的纖維狀硅酸鹽粘土礦物，是近代用途較廣泛，應用領(lǐng)域擴展較迅速的礦產(chǎn)之一。通常海泡石的吸附能力與活化改性所用的酸濃度有極大的關(guān)系,這是因為酸濃度不夠大時難以溶出海泡石中的鎂離子,層間和孔道里的碳酸鹽雜質(zhì)沒有清除,海泡石的通道沒有打通,不能增大孔徑和微孔隙率,因此吸附和交換能力弱。 離子交換性離子交換改性是用金屬離子取代海泡石晶格中的鎂離子,使海泡石產(chǎn)生中等強度的酸性或堿性。李松軍等研究表明:高價金屬離子的引入能誘發(fā)強的表面酸性,而低價金屬離子的引入則能產(chǎn)生強堿中心。同價金屬陽離子取代Mg2 + 時,海泡石的結(jié)構(gòu)及表面酸性無顯著變化。硅烷偶聯(lián)劑表面改性能改善海泡石的分散性能,強化海泡石—高分子材料界面粘結(jié)。處理劑有有機硅烷或有機硅偶聯(lián)劑、有機酞酸酯偶聯(lián)劑、有機酸和有機醛、吡啶及其衍生物、陽離子表面活性劑等。 礦物改性利用海泡石高的比表面積將礦物沉積于海泡石的表面及微孔中也是一種較好的處理方法。綜上所述,海泡石的活化改性方法主要包括酸活化、離子交換法、水熱處理法、焙燒處理法、有機改性及礦物改性等,但其中任一種方法均不能全面提高海泡石的活性。離子交換法雖然克服了酸處理對海泡石結(jié)構(gòu)的破壞,但不能用來改變海泡石的比表面積等。 焦化廢水 焦化廢水的水質(zhì)特征焦化廢水成分復雜,不但含有高濃度的氨氮、酚、氰,而且還含有如吲哚、萘、吡啶、菲蒽、苯并芘等多種芳香族化合物。 焦化廢水處理技術(shù)目前,國內(nèi)外用于焦化水處理最普遍的是生物處理法,它具有處理水量大、運行費用低、去除污染物質(zhì)廣的優(yōu)點。需要說明的是,焦化廢水經(jīng)預處理后,酚、氰、COD和NH3N含量分別下降100mgl~200mgl,再經(jīng)12h~24h生物處理,酚、氰去除率均可達99%以上,但COD去除率只有60%~70%,出水濃度在300mgl~800mgl左右,NH3N幾乎未被去除。主要有強化好氧生物處理法、缺氧好氧生物處理法及濕式氧化處理法等。實驗中活化海泡石所吸附的對象是焦化廢水中含量較大和對人體和環(huán)境危害較為嚴重的揮發(fā)酚類和氨氮，用來模擬揮發(fā)酚類和氨氮的化學試劑是苯酚和氯化銨，具體的配制過程如下：取1000ml的容量瓶，在其中加入經(jīng)過100度高溫干燥過的優(yōu)純氯化銨溶于水中，稀釋至標線，；，移至1000ml容量瓶中，稀釋至標線。實驗藥品：氫氧化鈉、鹽酸、無色苯酚、溴酸鉀、溴化鉀、碘酸鉀、碘化鉀、硫酸、硫代硫酸鈉、碳酸鈉、淀粉、氯化銨、4—氨基安替比林、鐵氰化鉀 實驗原理和方法方法：4—氨基安替比林直接光度法177。研究指出；酚類化合物中，羥基對位的取代基可阻止反應進行，但鹵素、羧基、磺酸基、羥基和甲氧基除外，這些基團多半是能被取代下的；鄰位硝基阻止反應生成，而間位硝基不完全的阻止反應；氨基氨基安替比林與酚的偶合在對位較鄰位多見；當對位被烷基、芳香基，酯硝基、苯?；蛉┗〈?，而鄰位未被取代時，不呈現(xiàn)顏色反應。置于冰箱內(nèi)保存。儲備液的標定， －溴化鉀溶液，立即加入5ml鹽酸，蓋好瓶塞，輕輕搖勻，于暗處放10min。加入1ml淀扮溶液繼續(xù)滴定至藍色剛好褪去，記錄用量。苯酚貯備液濃度由下式計算： 苯酚(mg／mL)＝(V1V2)c()式中，V1——空白試驗中硫酸鈉標準滴定溶液用量(ml)；V2——滴定苯酚儲備液時，硫代硫酸鈉標準滴定溶液用量(ml)；V——取用苯酚儲備液體積(ml)，c——硫代硫酸鈉標準滴定溶液濃度(mol/L)；——(1/6C6H5OH)摩爾質(zhì)量(g/mol)。使用時當天配制。4 碘酸鉀標準參考溶液(1/6KIO3=) ．稱取預先經(jīng)180℃，移入1000ml容量瓶中，稀釋至標線。5H20≈)1) 稱取6．1g硫代硫酸鈉溶于煮沸放冷的水中，稀釋至1000ml，臨用前，用碘酸鉀溶液標定。置暗處放置5min，用硫代硫酸鈉溶液滴定至淡黃色，加1ml淀粉溶液，繼續(xù)滴定至藍色剛剛褪去為止，記錄硫代硫酸鈉溶液用量。5H20)=V4/V3 ()式中，V3——硫代硫酸納標準滴定溶液滴定用量(ml)；V4——移取碘酸鉀標準參考溶液量(ml)；——碘酸鉀標準參考溶液濃度(mol/L)。7 緩沖溶液(pH約為10)稱取20g氯化銨(NH4Cl)溶于100ml氨水中，加塞，置冰箱中保存。8 2%(m/V)4—氨基安替比林溶液稱取4—氨基安替比林(C11H13N3O)2g溶于水，稀釋至100ml，置冰箱中保存。注：固體試劑易潮解、氧化，玄保存在干燥器中。 實驗步驟1. 校準曲線的繪制于—組8支50ml比色管中，分別加入0， 。加4—，混勻。經(jīng)空白校正后，繪制吸光度對苯酚含量(mg)的校準曲線。用與繪制校準曲線相同的步驟測定吸光度，最后減去空白試驗所得吸光度。計算揮發(fā)酚(以苯酚計，mg/L)＝m/V1000 ()式中，m——由水樣的校正吸光度，從校準曲線上查得的苯酚含量(mg)；V——移取含酚廢水得體積(ml)。抽濾漏斗， 1000ml容量瓶，100ml容量瓶，200ml錐形瓶，移液管，聚乙烯瓶等。通常測量用波長在410—425nm范圍內(nèi)。 實驗儀器721型分光光度計PHSJ—3F型實驗室PH計 實驗試劑配置試劑用水均為無氨水。另稱取7g碘化鉀和10g碘化汞（HgI2）溶于水，然后將此溶液在攪拌下徐徐注入氫氧化鈉溶液中，用水稀釋至100ml，貯存于聚乙烯瓶中，密塞保存。c)氨標準儲備溶液℃經(jīng)干燥過的氯化銨（NH4Cl）溶于水中，移入1000ml容量瓶中，稀釋至標線。 實驗步驟吸取0、加水至標線，混勻。放置10min后，在波長在420nm處，用光程20mm比色皿，以水為參比，測量吸光度。 靜態(tài)吸附 吸附機理吸附是指利用多孔性的固體物質(zhì)，使廢水中的一種和多種物質(zhì)被吸附在固體表面而去除的方法。吸附法主要用于脫出水中的微量污染物，包括脫色、除臭、脫除重金屬和各種溶解性吸附質(zhì)及放射性元素等。吸附是物質(zhì)在表面或界面上附著或集聚過程。這種吸附被認為是物理吸附。這種吸附被稱為化學吸附。 吸附平衡在一定溫度和壓力下，當流體(氣體或液體)與固體吸附劑經(jīng)長時間充分接觸后，吸附質(zhì)在流體相和固體相中的濃度達到平衡狀態(tài)，稱為吸附平衡。(1