四種非金屬礦物對(duì)污水中硫化物吸附條件及性能的研究.pdf

1、本文應(yīng)用非金屬礦物去除水環(huán)境中的硫化物的研究具有樂(lè)觀的應(yīng)用前景，極具研究?jī)r(jià)值。 應(yīng)用非金屬礦物中的硅藻土、白土、珍珠巖、沸石對(duì)廢水中硫化物吸附性能及吸附條件進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)中改變各種條件，進(jìn)行不同條件下的吸附實(shí)驗(yàn)對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：同一溫度下，隨著硫化物溶液濃度的增大四種礦物吸附量上升趨勢(shì)增大，四種非金屬材料對(duì)硫化物的吸附能力為：硅藻土＞白土＞珍珠巖＞沸石。隨溫度的增加，四種礦物對(duì)硫化物的吸附量減少。非金屬礦物隨振蕩時(shí)間的增加吸

2、附硫化物的量也增加，當(dāng)振蕩時(shí)間達(dá)到72小時(shí)以上，非金屬礦物吸附硫化物的量幾乎不再增加，即達(dá)到了吸附平衡。硅藻土、白土、珍珠巖和沸石隨著礦物用量的增加對(duì)硫化物的吸附量有所增加，當(dāng)硅藻土與白土用量達(dá)到3克，珍珠巖與沸石用量達(dá)到1.5克時(shí)吸附率無(wú)明顯提高。非金屬礦物對(duì)硫化物的吸附發(fā)生在試料表面上，表面積與粒徑成反比，因此，隨著粒徑的減小，總表面積增大，吸附率提高。 吸附過(guò)程中非金屬礦物的用量、吸附時(shí)間、吸附溫度、非金屬礦物的粒度等，

3、是影響非金屬礦物吸附硫化物的主要因素。按照正交實(shí)驗(yàn)的要求，確定了4個(gè)因素3個(gè)水平的9次實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)吸附試驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化選擇得到最佳的吸附條件，并且找到試驗(yàn)影響因素的強(qiáng)弱次序。最佳吸附條件為：粒度為A3200目，吸附時(shí)間為B172h，非金屬礦物用量為C3lg，吸附溫度為D330℃；影響因素強(qiáng)弱為：B(吸附時(shí)間)＞C(用量)＞D(吸附溫度)＞A(粒度)。在最佳的吸附條件下，非金屬礦對(duì)硫化物的吸附率均能達(dá)到70﹪以上。 對(duì)四種非金屬

4、礦物吸附水中硫化物進(jìn)行熱力學(xué)分析，四種非金屬礦物對(duì)硫化物的吸附模型，較好的符合Freundlich吸附等溫式，相關(guān)系數(shù)為：0.9809～0.9905之間。根據(jù)吸附指數(shù)1/n在0.8766～1.4332之間可以判斷四種非金屬礦物吸附硫化物的能力次序大小為：硅藻土＞白土＞珍珠巖＞沸石。 非金屬礦物對(duì)硫化物溶液的吸附動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果表明，吸附過(guò)程可以用班厄姆公式來(lái)表達(dá)。通過(guò)不同溫度下的動(dòng)力學(xué)方程，計(jì)算出的吸附活化能(Ey)、吸附活化焓

5、(△Hy)、吸附活化自由能(△Gy)、吸附活化熵(△Sy)的結(jié)果表明吸附過(guò)程接近物理吸附，并且是一個(gè)放熱的過(guò)程，吸附反應(yīng)不能自由進(jìn)行，吸附反應(yīng)使體系混亂度降低，有序性提高。 以硅藻土為例，用微波及硫酸對(duì)硅藻土進(jìn)行了改性試驗(yàn)，對(duì)改性條件進(jìn)行了研究并用正交實(shí)驗(yàn)法優(yōu)化了微波及硫酸改性硅藻土的改性條件。最佳的改性條件為：硫酸濃度A3mg·l-，微波輻照時(shí)間D215min，硫酸改性時(shí)間B39h，固液比C1l：50g：m1；影響改性條件因

6、素強(qiáng)弱為：A(硫酸濃度)＞D(微波輻照時(shí)間)＞B(硫酸改性時(shí)間)＞C(固液比)。在最佳的改性條件和最佳的吸附條件下，硅藻土對(duì)硫化物的吸附率能達(dá)到90﹪左右。說(shuō)明改性后的硅藻土吸附率有顯著的提高。 運(yùn)用化學(xué)分析、XRD，SEM等測(cè)試技術(shù)，對(duì)非金屬礦物組成、微觀結(jié)構(gòu)、形貌、表面官能團(tuán)的研究表明：經(jīng)過(guò)酸及微波改性處理后的硅藻土，內(nèi)部微粒表面，雜質(zhì)成分明顯減少，且很多小孔被打開(kāi)，孔的透明度明顯提高。 本試驗(yàn)通過(guò)利用資源豐富、