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基本信息

項(xiàng)目名稱：
殼聚糖復(fù)合改性粉煤灰對(duì)活性染料廢水的吸附性能
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
我國(guó)每年染料廢水的排放量約為1.6億立方米，其染料成分妨害水體自凈，嚴(yán)重破壞了水體、土壤及其生態(tài)環(huán)境。本課題利用殼聚糖復(fù)合粉煤灰(chitosan composite fly ash，簡(jiǎn)稱CCF)處理染料廢水，既可以發(fā)揮殼聚糖對(duì)染料分子優(yōu)良的吸附能力，又可以充分利用粉煤灰多孔、比表面大的特性，從而提高處理效率。以開發(fā)制備簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、高效穩(wěn)定的水處理劑。
詳細(xì)介紹：
近些年，紡織行業(yè)發(fā)展迅速，其產(chǎn)量和質(zhì)量都有了大幅提高，已成為我國(guó)用水量最大、排放廢水量最多的工業(yè)部門之一，染料的品種和數(shù)量日益增加，染料生產(chǎn)和印染廢水已成為水環(huán)境的重點(diǎn)污染源之一，也是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外水污染控制領(lǐng)域急需解決的一大難題。 粉煤灰(fly ash，簡(jiǎn)稱FA)是煤炭燃燒后的廢棄物，其主要成分是氧化硅和三氧化二鋁，是具有不規(guī)則多孔的微粒，比表面積較大，對(duì)染料大分子具有一定的吸附能力，其本身是一種工業(yè)廢料，價(jià)格低廉。隨著對(duì)粉煤灰物理化學(xué)性質(zhì)的深入研究，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注粉煤灰在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用，如能用于染料廢水的脫色，則可達(dá)到以廢治廢，綜合利用的目的，同時(shí)也為染料廢水脫色這一難題找到一個(gè)新的處理方法，因此具有較大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)粉煤灰進(jìn)行酸、堿、焙燒等改性的研究已經(jīng)很多，而對(duì)殼聚糖復(fù)合改性粉煤灰(chitosan composite fly ash，簡(jiǎn)稱CCF)的研究報(bào)道甚少。殼聚糖是地球上僅次于植物纖維的第二豐富的天然高分子聚合物，可通過(guò)化學(xué)或物理作用吸附染料分子。殼聚糖來(lái)源于蝦蟹等貝殼類物質(zhì)，原料廣泛，取之不盡，用之不竭，該化合物無(wú)毒、無(wú)害、天然環(huán)保，且能夠自然降解，不存在二次污染。將粉煤灰進(jìn)行簡(jiǎn)單改性并與殼聚糖復(fù)合后，充分利用粉煤灰多孔、比表面大的特性，明顯減少吸附劑的投加量，降低了后期淤泥的產(chǎn)量，減少了二次污染，同時(shí)吸附劑的脫色能力大大提高，從而提高處理效率。具有理論研究?jī)r(jià)值和的實(shí)際應(yīng)用性能。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

研究一種綠色、環(huán)保的新型水處理劑，用于處理難降解、難脫色的工業(yè)染料廢水，探索了吸附劑對(duì)活性染料廢水的處理?xiàng)l件，并研究脫色率提高的原因和機(jī)理，以開發(fā)制備一種簡(jiǎn)便、綠色環(huán)保、高效穩(wěn)定的工業(yè)水處理劑。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

粉煤灰為煤炭燃燒后的固體廢棄物，殼聚糖為天然高分子有機(jī)物。本實(shí)驗(yàn)研究了殼聚糖復(fù)合改性粉煤灰的制備及其對(duì)活性染料廢水的吸附性能。經(jīng)過(guò)脫色實(shí)驗(yàn)，獲得了極高的處理效率，具有理論研究?jī)r(jià)值。這是一種新型的改性方式，可用于制備綠色環(huán)保、高效穩(wěn)定的水處理劑。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

本課題制備吸附劑采用的原料為粉煤灰和殼聚糖，粉煤灰取材廣泛，利用其做吸附劑，可達(dá)到以廢治廢的目的，殼聚糖為天然高分子有機(jī)物，來(lái)源于蝦蟹等貝殼類物質(zhì)，且能夠自然降解。對(duì)粉煤灰進(jìn)行簡(jiǎn)單改性并與殼聚糖復(fù)合后，吸附劑的脫色能力大大提高。本方法將來(lái)可以推廣到染料廢水和其它有機(jī)物廢水的處理中去，具有很高的實(shí)用價(jià)值。

學(xué)術(shù)論文摘要

本實(shí)驗(yàn)利用殼聚糖復(fù)合改性粉煤灰對(duì)活性染料廢水的處理進(jìn)行了試驗(yàn)研究，通過(guò)脫色實(shí)驗(yàn)，確定了最佳優(yōu)化條件。結(jié)果表明，CCF表面疏松、粗糙，有利于對(duì)染料分子的吸附。CCF處理活性艷藍(lán)、活性黃模擬染料廢水，最佳pH分別為4-6、5-7，最佳投加量為0.5g，最佳吸附時(shí)間為60min。優(yōu)化條件下CCF對(duì)兩種模擬染料廢水的脫色率為92.2%、92.8%。與使用FA相比，使用CCF處理活性黃模擬染料廢水，投加量減少為原來(lái)的1/20，但脫色率和COD去除率分別增加了31.8%和71.2%，吸附劑性能明顯提高。CCF對(duì)活性艷藍(lán)模擬染料廢水的吸附以化學(xué)吸附為主。吸附是吸熱過(guò)程，升高溫度有利于吸附。

獲獎(jiǎng)情況

無(wú)

鑒定結(jié)果

無(wú)

參考文獻(xiàn)

1 沈東升,馮孝善,沈益民,等.我國(guó)印染廢水處理技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].環(huán)境污染與防治,1996,18(1):26-29. 2朱洪濤.改性粉煤灰對(duì)活性艷蘭染料吸附性能的研究[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,2005,6(3):53-55.

同類課題研究水平概述

目前，我國(guó)每年大約有1.6億m3的染料廢水排入水環(huán)境中，而廢水中殘存的染料組分，即使?jié)舛群艿?，排入水體也會(huì)造成水體透光率的降低，最終將導(dǎo)致水體生態(tài)系統(tǒng)的破壞。染料品種繁多，成分復(fù)雜、難降解、有機(jī)污染物含量高、色度高、COD高、毒性大、水質(zhì)變化也較大，加強(qiáng)印染廢水的處理可以緩解我國(guó)水資源匱乏，及生態(tài)失衡等方面的問(wèn)題。 近年來(lái)，印染廢水脫色研究頗為活躍，歸納起來(lái)主要有吸附混凝、化學(xué)氧化、生化處理、離子交換等方法。將粉煤灰進(jìn)行酸、堿、焙燒等改性后處理工業(yè)廢水和金屬離子，國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)均有報(bào)道，像改性粉煤灰處理印染廢水的試驗(yàn)研究（工業(yè)安全與環(huán)保）、不同組成粉煤灰吸附亞甲基藍(lán)的性能和機(jī)理研究（西安建筑大學(xué)學(xué)報(bào)），粉煤灰負(fù)載殼聚糖吸附劑處理水中Cr( Ⅵ)的研究（材料導(dǎo)報(bào)）等等，而對(duì)殼聚糖復(fù)合改性粉煤灰(chitosan composite fly ash，簡(jiǎn)稱CCF)的研究報(bào)道甚少。
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