给水厂铝污泥对苯酚的吸附性能研究

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1、分类号:TU9910710-2015229025专业硕士学位论文给水厂铝污泥对苯酚的吸附性能研究卫婷导师姓名职称赵亚乾教授王社平教授级高工专业学位类别工程硕士申请学位类别硕士及领域名称建筑与土木工程论文提交日期2018年5月20日论文答辩日期2018年6月4日学位授予单位长安大学AdsorptionofPhenolbyAlumSludgefromWaterworksAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：TingWeiSupervisor：Prof.YaqianZh

2、aoProf.ShepingWangChang’anUniversity,Xi’an,China摘要自来水厂在处理原水的絮凝过程中，一般都会投加大量铝/铁盐促进絮凝，从而产生一定量的沉淀污泥，投加铝盐作为絮凝剂所产生的含有铝盐的污泥即为铝污泥。苯酚常见于工业生产过程，是一种毒性强，且难处理的工业污染物。目前铝污泥已被证实对氮、磷以及多种重金属等污染物有较好的吸附效果，但未见有对苯酚的吸附研究报道。故本文以铝污泥资源化利用和对苯酚的吸附为目的，分析了铝污泥的组分，通过建立静态和动态实验对铝污泥吸附苯酚进行研究。研究结果

3、主要包括以下几个方面：通过X射线荧光光谱仪（XRF）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、红外吸收光谱（FTIR）对铝污泥的理化性质进行检测分析，结果表明铝污泥表面粗糙，为多孔结构；矿物成分主要为石英和钠长石；并含有Si、Al以及Fe等相关化合物；铝污泥表面的含氧官能团主要为羟基（-OH）；同时利用BET法得到铝污泥的比表面积为10.623m2·g-1。静态吸附试验结果表明，当苯酚初始浓度100mg/L，在pH=8的条件下投加1.8g粒径<0.075mm的污泥，吸附效果最好，去除率为99%以上。对吸附过程分别

4、采用Langmuir、Freundlich、Temkin及D-R四种方程进行拟合，结果表明Langmuir方程拟合程度最好，R2=0.999。同时通过吸附等温方程求得最大吸附容量为18.21mg/g。建立了铝污泥对苯酚动态吸附柱试验，研究了吸附质浓度及流速对吸附效果的影响规律，实验表明，进水苯酚浓度为100mg/L，流速为0.06mL/min的条件下，吸附效果最好，穿透时间约为120天。在进水浓度为500mg/L时，动态吸附过程与Thomas和Yoon-Nelson方程的相关系数较好，R2=0.92。对给水厂铝污泥吸

5、附含苯酚废水的机理进行探索。通过对铝污泥吸附苯酚前后的X射线荧光光谱仪（XRF）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、红外吸收光谱（FTIR）测试，得出铝污泥吸附苯酚主要是由物理吸附完成，并由此描绘其吸附原理图。关键词：铝污泥、苯酚、吸附、机理研究IAbstractAlumsludgeisaby-productofdrinkingwatertreatmentprocesses,whichisformedasaresultofadditionofaluminumorironsaltstorawwatertore

6、moveaverietyofinpurities/contaminants.Phenolisoneofthehardlydegradableorganics,havinghightoxicityandbeingwidelyusedinindustry.Tillnow,alumsludgehasbeenprovedwithabilitytoadsorbmanypollutantssuchasphosphorus,nitrogen,andsomeheavymetals,butstudiesonitsefficiencyi

7、nadsorbingphenolarestilllacking.Inthisstudy,themainpurposeisreusingthealumsludgetoremovephenolfromthewastewater.Throughstaticanddynamicexperimentscombinedanalyzingthecompositionandstructureofalumsludge,thecapabilityofalumsludgeforadsorbingphenolwasevaluated.The

8、majorresultsachievedarelistedbelow.Themineralcomposition,surfacemicrotopographycharacteristics,surfaceoxygen-containingfunctionalgroupsandotherphysicochemicalpropertiesofalu