坡縷石黏土對(duì)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(guó)造紙工業(yè)的發(fā)展對(duì)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(wèn)題也日益凸顯。我國(guó)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(wú)機(jī)堿、單寧及木質(zhì)素等都會(huì)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(huì)直接影響水質(zhì)。
　　無(wú)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(lái)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(duì)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(wú)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(shí)現(xiàn)污水處理的無(wú)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(duì)吸附劑的綜合利用,不僅將污水處理后產(chǎn)生的污泥

4、無(wú)害化處理,而且大大降低了污水處理的成本,對(duì)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(duì)目前造紙廢水以及印染廢水的來(lái)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(guó)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(lái)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(jià)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(lái)制造膠鞋。但是,隨著汽車行業(yè)的發(fā)展,

6、對(duì)汽車輪胎的性能也有更高的要求,也即對(duì)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(shí)驗(yàn)的研究目的、研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)。
　　第二部分:改性坡縷石黏土對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)原坡縷石黏土及熱處理的坡縷石黏土吸附效果最好,動(dòng)力學(xué)研究表明吸附過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)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(gè)放熱過(guò)程,增加溶液的濃度提高吸附強(qiáng)度,吸附時(shí)間、溫度、吸附劑用量對(duì)吸附量均有重要影響。
　　第三部分:坡縷石黏土污泥對(duì)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(guò)的坡縷石黏土作為吸附劑,分別對(duì)水相中亞甲基藍(lán)進(jìn)行吸附試驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn):當(dāng)吸附劑用量為10mg,溫度為30℃時(shí),1mol/L酸處理過(guò)的坡縷石黏土作吸附劑時(shí)最大吸附量為97.5mg/g,而用坡縷石黏土污泥作吸附劑時(shí)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(lái)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(duì)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(duì)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