论文部分内容阅读
新疆是全国最大的甜菜糖基地。甜菜粕(Sugar beet pulp或SBP)是甜菜制糖过程中产生的废渣,2016/17榨季产湿粕约720万吨,常用做饲料,但不及时干燥会造成环境污染。SBP富含果胶、纤维素、半纤维素和木质素等,由于富含羧基、羟基和羰基,也用作生物吸附剂,分离废水中有毒有害重金属,存在问题是:针对阴离子型有机质的污染分离的研究较少;SBP的物理稳定性、膨胀系数偏大;吸附能力有待进一步提高等。本论文旨在以高价阳离子Zr(IV)改造漂白后的SBP结构,设计单因素实验和正交试验优化SBP的改性工艺,获得锆化甜菜粕(ZBSBP),并探讨pH、吸附质浓度、吸附剂用量、操作温度和时间等因素对ZBSBP分离甲基兰、活性红和核固红等的影响,探讨吸附分离平衡及动力学和热力学,为SBP的结构修饰和阴离子有色染料的分离提供数据及实践参考,为SBP的资源综合利用提供新思路。主要研究结果及结论摘要如下:1、SBP经漂白和锆化改性后,吸附能力比天然SBP显著提高。优化后的SBP漂白工艺条件为:次氯酸钠0.7 mL,冰醋酸为0.1 mL,温度为90℃,时间为60 min。通过扫描电镜及红外光谱检测分析可知,ZBSBP的改性是成功的,主要体现为羟基和Zr(IV)的结合,以及ZBSBP中Zr(IV)的水解等。2、ZBSBP对模拟染料废水中核固红的最佳吸附工艺条件为:pH 7.0、吸附剂用量0.6g、100 mL染料浓度100 mg/L、吸附时间60 min和温度为25℃,此时染料去除率为97.4±0.3%;XRD和FTIR实验证实吸附前后材料的结晶度有明显的变化,但核固红在ZBSBP上存在吸附;吸附过程是吸热的,符合Langmuir等温吸附平衡模型和假二级动力学模型。3、ZBSBP对模拟染料污水中活性红X-3B的具有良好的吸附效果,最佳吸附条件pH3.0、吸附剂量0.25g、染料浓度100 mg/L溶液、吸附时间80 min和温度45℃;XRD和FTIR实验证实吸附前后材料的结晶度有较明显的变化,但活性红在ZBSBP上存在吸附;活性红在ZBSBP上的吸附符合假二级动力学模型,吸附过程是吸热的,符合Langmuir等温吸附平衡模型。