第3卷 第11期环境工程学报
Vol .3,No.112009年11月
Chinese Journal of Envir on mental Engineering
Nov.2009
超细粉煤灰基成型吸附剂的动态吸附实验
刘转年 刘 源 王贵荣
(西安科技大学地质与环境学院,西安710054)
摘 要 以粉煤灰为原料制备成型吸附剂,对水溶液中亚甲基蓝和Cr 6+进行动态吸附研究,绘制穿透曲线,利用O rigin
软件对实验数据分析处理,得出穿透曲线的通式C t =A 1-A 2
1+(t/t 0)
p +A 2。结果表明,初始浓度C 0=25mg/L,填料高度不同时,达到穿透点的时间随填料高度的增加而增加;填料高度h =200mm,初始浓度不同时,达到穿透点的时间随初始浓度的增加而减小;该吸附剂对有机染料和重金属离子均有较好的吸附性能;穿透曲线通式的回归线性相关系数表明,该通式可很好地反映超细粉煤灰成型吸附剂的动态吸附过程。
关键词 超细粉煤灰基吸附剂 动态吸附 亚甲基蓝 Cr 6+
中图分类号 X705 文献标识码 A 文章编号 167329108(2009)1122109204
D ynam i c adsorpti on exper im en ts of form i n g ultraf i n e
coa l flya sh 2ba sed adsorben t
L iu Zhuannian L iu Yuan W ang Guir ong
(College of Geol ogy and Envir onment,Xi ’an University of Science and Technol ogy,Xi ’an 710054,China )
Abstract For m ing ultrafine coal flyash 2based ads orbent (F UF A )was p repared fr om coal flyash .Dyna m ic
ads or p ti on of methylene blue (MB )and Cr 6+
on the ads orbent was studied .B reakthr ough curve was dra wed,and the experi m ental data were dealt by O rigin s oft w are t o get the model of breakthr ough curve equati on (C t =A 1-A 2
1+(t/t 0)
p +A 2).The results showed that when initial concentrati
on was 25mg/L with varying filling height,the ti m e t o penetrati on point increased with filling height increased .W hen the filling height was 200mm with dif 2ferent initial concentrati on,the ti m e t o penetrati on point reduced with initial concentrati on increased .The ads or 2bent had better capacity f or both organic dye and heavy metals i on .It indicated that this model was fit for the dy 2
na m ic ads or p ti on of MB and Cr 6+
on the F UF A by linear correlative coefficient of breakthr ough curve .
Key words ultralfine coal flyash 2based ads orbent;dyna m ic ads or p ti on;methylene blue;Cr
6+
基金项目:陕西省工业攻关项目(2006k072G19);陕西省教育厅产业
化培育项目(06JC11)
收稿日期:2008-09-23;修订日期:2008-11-24
作者简介:刘转年(1968～),男,博士后,副教授,主要从事固体废弃
物资源化利用、环境材料和废水处理技术研究工作。
E 2mail:zhuannianliu@https://www.doczj.com/doc/d916939330.html,
粉煤灰是火力发电厂的煤粉经过燃烧之后产生的一种工业固体废弃物,其主要成分为Si O 2、A12O 3和Fe 2O 3,同时还含有少量其他物质。粉煤灰的孔隙率一般为60%～75%,比表面积一般在2500～
5000c m 2
/g,具有多孔结构,因此,具有较强的吸附能力。近年来,利用粉煤灰良好的吸附性能,作为廉价吸附剂将其资源化利用,用于吸附去除废水中的污染物质一直是研究的热点。
以粉煤灰为原料制备成型吸附剂,对粉煤灰吸
附剂的工业化利用具有重要意义。Papandreou 等[1]
将粉煤灰制成具有高孔隙率和机械强度,直径3～
8mm 的小球,用于吸附水溶液中的Cu 2+和Ca 2+
,吸附容量分别达到20192mg/g 和18198mg/g 。Sau 2
rab 等[2]
研究了影响活性炭固定床吸附糠醛的4个因素,床层高度(15～60c m )、初始浓度(50～200mg/L )、流速(0102～0104L /m in )和柱直径(2
～4c m ),结果表明,吸附容量随床层高度、初始浓
度和柱直径的增加而增加,随流速的增加而减小。
E m ine 等[3,4]通过实验得出固定床吸附柱对Cr 6+
的吸附性能取决于流速、溶液pH 值和吸附剂粒径等因素,流速增加,穿透曲线变陡,穿透时间和吸附离
子浓度都减小。Oualid [5]
研究了不同流速和床层高度吸附柱对亚甲基的穿透曲线,为固定床吸附柱的工艺设计提供了特定参数。
以粉煤灰为原料,球磨得到超细粉煤灰,制备成
环境工程学报第3卷
型吸附剂。采用动态吸附实验,研究粉煤灰吸附剂
对水溶液中亚甲基蓝和Cr 6+
的吸附性能。探讨填料高度和吸附质浓度对吸附的影响,利用Logistic 模型回归式得出穿透曲线通式,探索廉价高效粉煤灰成型吸附剂的工业化利用途径。
1 实验部分
1.1 实验原料和仪器
本实验所用粉煤灰原料取自西安市某热电厂,经过球磨后得到超细粉煤灰,制备成为超细粉煤灰基成型吸附剂。
主要实验和分析仪器:自制动态吸附柱(d =14mm ,h =400mm );UZS 27220型可见分光光度计。
Cr 6+
溶液由K 2Cr 2O 7配置,亚甲基蓝、K 2Cr 2O 7
及所用其他化学试剂均为分析纯。1.2 实验方法和内容
(1)填料高度对吸附的影响。初始浓度为25mg/L,研究填料高度对水溶液中亚甲基蓝和Cr 6+
的吸附性能的影响。
(2)吸附质浓度对吸附的影响。填料高度为
200mm ,研究亚甲基蓝和Cr 6+
浓度对吸附的影响。1.3 分析方法
水溶液中亚甲基蓝浓度采用分光光度法测定;Cr 6+
浓度采用二苯碳酰二肼分光光度法测定。1.4 吸附的穿透曲线
在动态吸附过程中,吸附分为3段[6]
,如图1所示
。
图1 穿透曲线Fig .1 B reakthr ough curve
(1)吸附区,即abkh 区。在此区吸附剂是新鲜
的吸附剂。(2)吸附传质区,即abde 区。传质区形成后,只要流速不变,其长度也不变。传质区越短表明传质阻力越小,吸附剂的利用率越高。(3)吸附饱和区,即deij 区。在此区吸附剂不再吸附,达到动平衡状态。随着吸附过程的进行,当传质区到达吸附出口时,流出的吸附质浓度开始突然增大的位置就是所
谓的穿透点,即a 点。与其对应的吸附质浓度和吸附时间分别称为穿透浓度C 和穿透时间t 。 在实际操作中,影响穿透曲线形状的因素很多,如吸附剂的性质、吸附质的浓度、组成和性质、速度、吸附平衡和机理以及温度和压力等。因此,研究穿透
曲线或表征其微分方程,可以评价吸附剂的性能[7]
。
2 结果与讨论
2.1 超细粉煤灰及成型吸附剂的性质
粉煤灰的化学组成采用Panalytical M ini pal 24X 射线荧光光谱仪分析,其主要组成成分为Si O 2(5115%)和A l 2O 3(3019%),其两者含量超过80%,其次为Ca O (7118%)和Fe 2O 3(4188%),还有少量K 2O 、Ti O 2和Mg O ,N 2O 。用OMEC 2LSP OP 2(Ⅲ)型激光粒度分析仪测定粉煤灰的粒度分布。激光粒度测试条件:取Rosin 2Ra mm ler 分布模式,折射率118,遮光比:15%～20%,粉煤灰测定前,以无水乙醇为分散剂,超声波分散3m in 。图2和表1分别为
实验用粉煤灰球磨超细前后的激光粒度分布和特征粒径及比表面积,可以看出与原粉煤灰相比超细粉煤灰的粒度显著减小,粒径分布变窄,
颗粒大小均匀。
图2 粉煤灰粒径微分分布Fig .2 D ifferential distributing of coal flyash 表1 粉煤灰的特征粒径和比表面积Table 1 Character isti cs si ze and spec i f i c
surface area of coa l flya sh
粉煤灰
D 10
D 25
D 50
D 75
D 90
比表面积(m 2/g )
原粉煤灰 4.078.3615.7526.0337.390.81超细粉煤灰
1.04
1.37
1.73
2.08
2.46
3.93
注:D 10、D 25、D 50、D 75和D 90分别表示个数累积10%、25%、50%、75%和90%点的直径
实验用超细粉煤灰基成型吸附剂为直径为
5mm 的柱状吸附剂,破碎到一定长度装柱使用。图3为实验用超细粉煤灰基成型吸附剂的SE M 分析。由图3可以看出,粉煤灰成型吸附剂表面具有丰富的孔
隙和通道,孔隙分布均匀,因此具有良好的吸附性能。2.2 填料高度对吸附性能的影响
在初始浓度为25mg/L,填料高度分别为100、
112
第11期刘转年等:
超细粉煤灰基成型吸附剂的动态吸附实验
图3 超细粉煤灰基成型吸附剂的SE M 图(×500)
Fig .3 SE M of F UF A
200和300mm 的条件下,测定超细粉煤灰基成型吸
附剂对水溶液中亚甲基蓝和Cr 6+
的吸附性能,绘制穿透曲线如图4和图5所示。将穿透曲线中的数据采用O rigin 软件中Logistic 模型进行拟合。下式为
该模型公式,水溶液中亚甲基蓝和Cr 6+
任意时刻的透出浓度可由该式算出。模型回归参数值见表2。
C t =A 1-A 2
1+(t/t 0)
p +A 2
式中,C t 为任意时间溶液的透出浓度,A 1,A 2分别为溶液的初始测定浓度和最终测定浓度(mg/L );t 为任意透出时间
(m in );t 0为饱和穿透时间(m in )。
图4 不同填料高度亚甲基蓝的吸附穿透曲线
(C 0=25mg/L )
Fig 14 B reakthr ough curves of MB ads or p ti on on F UF A at different bed heights,C 0=25mg/L
由图4和图5可以看出,在初始浓度、反应温度及其他条件相同的情况下,改变填料的高度,吸附水
溶液中亚甲基蓝和Cr 6+
的穿透时间、穿透点浓度和吸附饱和时间均有所变化。当填料高度分别为100、
200和300mm 时,对于亚甲基蓝,其穿透时间分别为140、180和200m in,穿透点浓度分别为9123、7156和7135mg /L,吸附饱和时间分别为260、280
和300m in;对于Cr 6+
,其穿透时间分别为150、200和225m in,穿透点浓度分别为10、
8和7mg/L,吸附饱和时间分别为275、300和325m in 。
图5 不同填料高度Cr 6+的穿透曲线(C 0=25mg/L )
Fig .5 B reakthr ough curves of Cr 6+
ads ort p in on
F UF A at different bed heights,C 0=25mg/L
由图4和图5可知,填料高度越高,即吸附带越长,其吸附饱和时间越长,吸附效果越好。由于填料高度越高,吸附有效时间越长,溶液与吸附剂填料能够充分接触,溶液中的待去除物质被吸附剂有效吸附。经穿透点后,流出液浓度迅速增加,曲线陡峭,且传质区范围缩小表明传质阻力小,因此该吸附剂有效利用率较高,由此,可知该吸附剂对亚甲基蓝和Cr 6+
溶液均有较好的吸附效果。213 吸附质浓度对粉煤灰吸附性能的影响
在填料高度为200mm ,溶液浓度为15、25和35mg/L 的条件下,分别对水溶液中亚甲基蓝和Cr 6+
进行动态吸附,绘制穿透曲线并进行拟合,结果如图6和图7所示,回归参数值见表3。 由图6和图7可以看出,在填料高度、反应温度及其他反应条件相同的情况下,溶液浓度越高,吸附饱和时间越短。当浓度分别为35、25和15mg/L 时,对于亚甲基蓝,其穿透时间分别为180、200和220m in,穿透点浓度分别为8192、7156和5131mg/L,吸附饱和时间分别为260、280和
300m in;对于Cr 6+
,其穿透时间分别为125、175和250m in,穿透点浓度分别为613、513和9mg/L,吸附饱和时间分别为250、300和350m in 。
表2 L og isti c 拟合曲线各参数值
Table 2 Param eters of L og isti c f itti n g curve
填料高度
(mm )MB
A 1
A 2
t 0
p
R 2
Cr 6+
A 1
A 2
t 0
p
R 2
100 4.18529.670193.644 4.2000.993 5.16828.960203.290 4.6460.995200 3.98626.566215.6558.9590.998 4.61225.591229.77310.3080.995300
3.648
26.222
233.198
10.269
0.996
4.601
25.297
249.429
19.925
0.995
1
112
环境工程学报第3
卷
表3 L og isti c 拟合曲线各参数值
Table 3 Param eters of L og isti c f itti n g curve
吸附质浓度
(mg/L )MB
A 1
A 2
t 0
p
R 2
Cr 6+
A 1
A 2
t 0
p
R 2
15 2.88615.657243.73210.3370.984 2.80716.446272.079 6.8310.98525 3.92425.373224.65710.2790.993 4.79125.822238.10611.7080.99535
6.121
35.837
209.443
12.045
0.995
5.462
43.040
210.203
5.801
0.986
由图6和图7可知,溶液初始浓度越低其吸附饱和时间越长,达到穿透点的时间也越长。溶液初始浓度越低,处理量越大。当溶液初始浓度过高时,扩散时间大于液体在吸附剂上的滞留时间,会使穿透点提前,吸附柱利用率下降。
表2和表3中的R 2
是用来检验回归公式是否
符合变量间的规律和判断回归公式的精度的,R 2
值若接近1,说明实测数据点都在回归曲线上,经验公式可靠。如表2和表3所示,O rigin 软件拟合出的
水溶液中亚甲基蓝和Cr 6+
在超细粉煤灰基成型吸
附剂吸附柱填料层上的吸附穿透曲线的R 2
值均大于0198,说明O rigin 拟合出的曲线具有较高的可信度,回归公式精确、可靠,可用该公式计算水溶液中
亚甲基蓝和Cr 6+
在该吸附剂吸附柱填料层上的相关吸附数据,以便于工业实际应用。
3 结 论
利用自制超细粉煤灰基成型吸附剂以及动态吸
附柱对亚甲基蓝溶液和Cr 6+
溶液进行动态吸附实验,通过实验得出的数据绘制穿透曲线及利用O ri 2gin 软件中Logistic 模型得出拟合曲线,利用穿透曲线表达超细粉煤灰基成型吸附剂在不同填料高度和溶液初始浓度条件下的动态吸附性能,当填料高度越高,即吸附带越长,初始浓度越低,其达到穿透点的时间越长,达到饱和的时间也越长,通过穿透曲线的形状、传质区的范围大小可以判断该吸附剂对有
机染料和对重金属离子均有较好的去除效果。O ri 2
gin 软件对水溶液中甲基蓝和Cr 6+
的吸附穿透曲线的Logistic 模型回归式具有较高的精度,该模型可以很好地反映超细粉煤灰成型吸附剂的动态吸附过程。
参考文献
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大学博士学位论文,2006
2
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《环工综合实验（1）》（活性炭吸附实验） 实验报告 专业环境工程（卓越班） 班级 姓名 指导教师 成绩 东华大学环境科学与工程学院实验中心 二0一六年 11月
附剂的比表面积、孔结构、及其表面化学性质等有关。 吸附等温线（Adsorption Isotherm）: 指一定温度条件下吸附平衡时单位质量吸附剂的吸附量 q 与吸附质在流体相中的分压 p （气相吸附）或浓度 c （液相吸附）之间的关系曲线。 水中苯酚在树脂上的吸附等温线
水中苯酚在活性炭上的吸附等温线 吸附机理和吸附速率 吸附机理： 吸附质被吸附剂吸附的过程一般分为三步：（1）外扩散 （2）内扩散 （3）吸附 ①外扩散：吸附质从流体主体通过扩散传递到吸附剂颗粒的外表面。因为流体与固体接触时，在紧贴固体表面处有一层滞流膜，所以这一步的速率主要取决于吸附质以分子扩散通过这一滞流膜的传递速率。 ②内扩散：吸附质从吸附剂颗粒的外表面通过颗粒上微孔扩散进入颗粒内部，到达颗粒的内部表面。 ③吸附：吸附质被吸附剂吸附在内表面上。 对于物理吸附，第三步通常是瞬间完成的，所以吸附过程的速率由前二步决定。
?活性炭具有良好的吸附性能和化学稳定性，是目前国内外应用较广泛的一种非极性的吸附剂。 ?由于活性炭为非极性分子，因而溶解度小的非极性物质容易被吸附，而不能使其自由能降低的污染物既溶解度大的极性物质不易被吸附。活性炭的吸附能力以吸附容量q e表示： ?qe=X/M=V(Co-C)/M ?在一定的温度条件下，当存在于溶液中的被吸附物质的浓度与固体表面的被吸附物质的浓度处于动态平衡时，吸附就达到平衡。 1、吸附剂的比表面积越大，其吸附容量和吸附效果就越好吗？为什么？ 答：比表面积越大，不一定吸附容量就越好。吸附剂的比表面积越大，只能说明其吸附能力较大，并不代表吸附容量就越大。吸附容量的大小还与脱吸速度有关，如果脱吸速度很快，就算吸附能力再大，吸附容量也还是没多大提升。吸附容量是一个动态平衡的过程。? 吸附剂的良好吸附性能是由于它具有密集的细孔构造，与吸附有关的物理性能有：a.孔容（VP）：吸附剂中微孔的容积称为孔容，通常以单位重量吸附剂中吸附剂微孔的容积来表示(cm3/g)；b.比表面积：即单位重量吸附剂所具有的表面积，常用单位是m2/g；c.孔径
活性炭吸附实验报告 实验 3 3 活性炭吸附实验报告 一、 研究背景： 1.1、、吸附法吸附法处理废水是利用多孔性固体（吸附剂）的表面吸附废水中一种或多种溶质（吸附质）以去除或回收废水中的有害物质，同时净化了废水。 活性炭是由含碳物质（木炭、木屑、果核、硬果壳、煤等）作为原料，经高温脱水碳化和活化而制成的多孔性疏水性吸附剂。活性炭具有比表面积大、高度发达的孔隙结构、优良的机械物理性能和吸附能力，因此被应用于多种行业。在水处理领域，活性炭吸附通常作为饮用水深度净化和废水的三级处理，以除去水中的有机物。除此之外，活性炭还被用于制造活性炭口罩、家用除味活性炭包、净化汽车或者室内空气等，以上都是基于活性炭优良的吸附性能。将活性炭作为重要的净化剂，越来越受到人们的重视。
1.2 、影响吸附效果的主要因素在吸附过程中，活性炭比表面积起着主要作用。同时，被吸附物质在溶剂中的溶解度也直接影响吸附的速度。此外，pH 的高低、温度的变化和被吸附物质的分散程度也对吸附速度有一定影响。 1.3 、研究意义在水处理领域，活性炭吸附通常作为饮用水深度净化和废水的三级处理，以除去水中的有机物。活性炭处理工艺是运用吸附的方法来去除异味、某些离子以及难以进行生物降解的有机污染物。 二、实验目的 本实验采用活性炭间歇的方法，确定活性炭对水中所含某些杂质的吸附能力。希望达到下述目的： (1)加深理解吸附的基本原理。 (2)掌握活性炭吸附公式中常数的确定方法。 (3)掌握用间歇式静态吸附法确定活性炭等温吸附式的方法。 (4)利用绘制的吸附等温曲线确定吸附系数：K、1/n。K 为直线的截距，1/n 为直线的斜率三、主要仪器与试剂 本实验间歇性吸附采用三角烧瓶内装人活性炭和水样进行振荡方法。
粉煤灰区别 F类和C 类粉煤灰的定义与区别 F类：是指由无烟煤或烟煤煅烧收集的粉煤灰。 C类：是指由褐煤或次烟煤煅烧收集的粉煤灰。 粉煤灰的分类是根据它含游离氧化钙的含量来分的,可分为F类(低钙灰)和C类（高钙灰）和复合灰。高钙粉煤灰通常是指火力发电厂采用褐煤、次烟煤作为燃料而排放出的一种氧化钙成分较高的粉煤灰，是一种既含有一定数量水硬性晶体矿物又含有潜在活性物质的材料。与普通粉煤灰相比，高钙粉煤灰粒径更小，用作水泥混合材或混凝土掺合料具有减水效果好、早期强度发展快等优点，但它含有一定量的游离氧化钙，如果使用不当，用作水泥混合材及混凝土、砂浆掺合料可能会造成体积安定性不良等一系列后果。 2019年，国家首次将高钙粉煤灰的应用标准纳入2019版标准。为使高钙粉煤灰得到充分利用，在2019版新标准中，规定了C类粉煤灰即氧化钙含量一般大于10%的高钙粉煤灰用于拌制砂浆混凝土以及水泥活性混合材料的技术要求，在新标准中，除对细度、烧失量、含水量都有了明确的指标外，还规定高钙粉煤灰的游离氧化钙的限量及沸煮安定性必须合格。 可参考的结论 1、通过对粉煤灰中火山灰作用的试验研究表明，粉煤灰硅酸盐制品6个月后，大于7μm的颗粒未受到石灰的侵蚀，这说明大于7μm的颗粒大多是起填料作用，而小于该粒径的颗粒主要起火山灰作用。（粉煤灰混凝土中粉煤灰的火山灰效应综述） 试验方向 一、普通粉煤灰 缺点：水化速度慢，掺入混凝土后会引起早期强度明显降低。 1、密度：比重瓶法测定。 2、物质组成：主要以玻璃质结构为主，内含小部分晶体矿物，主要为：①莫来石(AI6Si2O13)----（由煤灰冷却过程中直接结晶形成，由煤中的高岭土、伊利石以及其他黏土矿物分解而成） ②石英（SiO2）---（来源于未来得及与其它无机物化合的石英颗粒）③赤铁矿 （α-Fe2O3）、磁铁矿(Fe3O4)-------（高温下煤炭中的FeS与熔融的硅酸盐反应而成） ④微量石灰（CaO）等
纤维素基分子印迹功能材料 骆 微1,2 叶晓霞1,2 林春香1,2 （1.福州大学环境与资源学院， 福建 福州 350118； 2.福建省生物质资源化技术开发基地， 福建 福州 350108） 摘 要：纤维素基分子印迹功能材料因原料来源广泛、生物相容性和生物降解性好等优点，近年来引起国内外广泛关注。综述了纤维素改性及分子印迹技术的研究，介绍了利用纤维素制备分子印迹功能材料的主要方法，包括直接交联法、接枝共聚交联法和溶胶-凝胶技术。最后对其未来的发展进行了展望。 关键词：纤维素 分子印迹 功能材料 0 前 言 随着全球经济和工业的高速发展，煤、石油、天然气资源被大量消耗，促使人们高度重视和关注可再生木质纤维素类生物质资源的开发和利用。生物质资源的开发利用被认为是解决石化资源日益枯竭和环境问题的有效途径。大自然赐予人类最丰富的可再生资源是纤维素类物质。纤维素是农林生物质的主要组分之一，是地球上最丰富、最廉价的可再生资源之一。它具有可降解、对环境不产生污染等特点，可加工成各种形状，属于理想的天然高分子载体材料。世界各国都十分重视对纤维素的研究与开发。因此，关于纤维素相关领域的研究、开发和应用是林产化学加工工程领域的热点和重点。这一研究同样也会随着新材料技术、新能源技术、纳米技术等高新技术的飞速发展向高效、高附加值、功能化、环境友好化等方向转变。所以，如何交叉结合化学、纳米科学、材料学、物理学、仿生学和生物学等学科进一步有效地利用纤维素，开拓纤维素利用的新领域，也将成为国内外学者研究的重点。 1 纤维素改性 纤维素本身具有无毒、抗水性强、可再生和可生物降解等优点，是植物细胞壁的主要成分，其主要来源于棉花、麻、谷类和其他高等植物。纤维素的衍生物，如纤维素酯、纤维素醚以及接枝共聚物等均可通过纤维素化学改性后合成。纤维素的潜在使用价值相当广泛，不仅因为纤维素本身的诸多优点，还因为纤维素的多种存在形式，如粉状、片状、膜状等。纤维素表面存在大量的活泼羟基，一方面降低了纤维素的分解温度和溶解能力，限制了纤维素的应用；另一方面通过化学改性纤维素，可以赋予纤维素更优异的性能，从而拓宽其应用领域。例如，对纤维素进行酯化、醚化改性以及接枝共聚改性等。 纤维素经过溶解和再生后，通过科学手段对其表面进行化学改性与修饰，可以研究与开发出具有特殊性能的新型纤维素吸附剂，并为生活生产的各个领域所应用[1]。如用于废水中金属物质的去除、各种酶的分离纯化、普通蛋白质的分离纯化等，具有广阔的应用前景[2-4]。一方面为资源化利用纤维素提供了一条新途径，另一方面为物质的分离提纯、水体净化等提供了新的低成本吸附材料。鉴于此，近年来基于纤维素类资源的低成本生物吸附剂的研究得到极大关注和发展。 刘以凡等[5]以马尾松硫酸盐浆纸浆纤维素为原料，利用热溶胶转相法，在纤维素再生过程中将荆树皮栲胶包埋在纤维素基体上，制备出包埋型球形纤维素吸附剂ESCA，并考察其对盐酸小檗碱的吸附效果：当盐酸小檗碱初始质量浓度为200
实验6 活性炭吸附实验 1．实验目的 了解活性炭吸附工艺，掌握测定吸附等温线的操作过程。 2．实验原理 活性炭吸附是利用活性炭固体表面对水中一种或几种物质的吸附作用，达到净化水质的目的。 活性炭对水中所含杂质的吸附既有物理吸附也有化学吸附。 当活性炭对水中所含物质吸附时，水中的溶解性物质在活性炭表面积聚而被吸附，同时也有一些被吸附物质由于分子的运动而离开活性炭表面，重新进入水中，即同时发生解吸现象。当吸附和解吸处于动态平衡状态时，称为吸附平衡。而此时被吸附物质在溶液中的浓度称为平衡浓度C。活性炭的吸附能力以吸附量表示，用m克活性炭吸附溶液中的溶质，被吸附的溶质 为毫克，则吸附量可按下式计算： (1 式中，q e为平衡吸附量(mg/g；C0与C e分别为吸附质的初始浓度与平衡浓度(mg/L；V 为溶液的体积(L；m为所用的活性炭的质量(g。 的大小除了决定于活性炭的品种之外，还与被吸附物质的性质、浓度、水的温度及pH值有关。一般说来，当被吸附的物质不容易溶解于水而受到水的排斥作用，且活性炭对被吸附物质的亲和作用力强、被吸附物质的浓度又较大时，值就比较大。 由吸附量和平衡浓度C的关系所绘出的曲线称为吸附等温线，表示吸附等温线的公式称为吸附等温式，比较常用的吸附等温式有有Langmuir、BET和Fruendlich吸附等温式。 在水和废水处理中通常用Fruendlich吸附等温式来比较不同温度和不同溶液浓度时的活性炭的 吸附容量，即 (2
式中：——吸附容量(mg/g； K——与吸附比表面积、温度有关的系数； n——与温度有关的常数，n>1； C——吸附平衡时的溶液浓度(mg/L。 这是一个经验公式，通常用图解方法求出K，n的值．为了方便易解，往往将式(2变换成线性 对数关系式 (3 式中：C0——水中被吸附物质原始浓度(mg/L； C——被吸附物质的平衡浓度(mg/L； m——活性炭投加量(g/L。 3．实验设备与试剂 （1）间歇式活性炭吸附装置，间歇式吸附采用三角烧瓶，在烧瓶内放入活性炭和水样进行振荡。 （2）振荡箱 （3）天平 （4）烘箱 （5）分光光度计 （6）注射器、塑料滤头、滤膜等 （7）活性炭 4．实验方法 （1）标准曲线的绘制
F类和C类粉煤灰的定义与区别 F类：是指由无烟煤或烟煤煅烧收集的粉煤灰。 C类：是指由褐煤或次烟煤煅烧收集的粉煤灰。 粉煤灰的分类是根据它含游离氧化钙的含量来分的,可分为F类(低钙灰)和C 类（高钙灰）和复合灰。高钙粉煤灰通常是指火力发电厂采用褐煤、次烟煤作为燃料而排放出的一种氧化钙成分较高的粉煤灰，是一种既含有一定数量水硬性晶体矿物又含有潜在活性物质的材料。与普通粉煤灰相比，高钙粉煤灰粒径更小，用作水泥混合材或混凝土掺合料具有减水效果好、早期强度发展快等优点，但它含有一定量的游离氧化钙，如果使用不当，用作水泥混合材及混凝土、砂浆掺合料可能会造成体积安定性不良等一系列后果。 2005年，国家首次将高钙粉煤灰的应用标准纳入2005版标准。为使高钙粉煤灰得到充分利用，在2005版新标准中，规定了C类粉煤灰即氧化钙含量一般大于10%的高钙粉煤灰用于拌制砂浆混凝土以及水泥活性混合材料的技术要求，在新标准中，除对细度、烧失量、含水量都有了明确的指标外，还规定高钙粉煤灰的游离氧化钙的限量及沸煮安定性必须合格。 可参考的结论 1、通过对粉煤灰中火山灰作用的试验研究表明，粉煤灰硅酸盐制品6个月后，大于7μm的颗粒未受到石灰的侵蚀，这说明大于7μm的颗粒大多是起填料作用，而小于该粒径的颗粒主要起火山灰作用。（粉煤灰混凝土中粉煤灰的火山灰效应综述） 试验方向 一、普通粉煤灰 缺点：水化速度慢，掺入混凝土后会引起早期强度明显降低。 1、密度：比重瓶法测定。 2、物质组成：主要以玻璃质结构为主，内含小部分晶体矿物，主要为： ①莫来石(AI6Si2O13)----（由煤灰冷却过程中直接结晶形成，由煤中的高岭土、 伊利石以及其他黏土矿物分解而成） ②石英（SiO2）---（来源于未来得及与其它无机物化合的石英颗粒） ③赤铁矿（α-Fe2O3）、磁铁矿(Fe3O4)-------（高温下煤炭中的FeS与熔融的硅 酸盐反应而成） ④微量石灰（CaO）等 3、粒径组成：用粒度仪测定。 粒径分布如图所示：以粗粉粒（50~10μm） 为主，占63%~72%，中粉粒（10~5μm）次 之，占13%~23%，细粉粒（5~2）μm含量 在1%~2%，黏粒（<2μm）含量5%~15%。 一般分析各有差异，这与粉煤灰的排放方式、 煤炭类型等因素有关。粗颗粒会导致水分渗 透困难。
粉煤灰的主要特性 一、粉煤灰的主要性状和技术特征 粉煤灰的性状是指粉煤灰颗粒和混合粉料的物理、化学性质以及形态、结构等的统称。粉煤灰性状除包括上述化学成分、矿物组分和颗粒组分外，一般还包括表观色泽、粒径、细度、级配、比表面积、密度、堆积密度、含水率、烧失量、需水量比、火山灰活性以及其他各种物理力学性质和化学性质，特别还应包括均匀性这个重要的信息。粉煤灰一般的性状，因为粉煤灰在水泥和混凝土的应用要比其他用途具有更高的性状要求，仍须摘要说明。 粉煤灰技术特征，这里主要是指粉煤灰用作水泥和混凝土的原材料时，与用途和质量有关的粉煤灰成分、结构和性能的技术信息，也是与粉煤灰混凝土技术相关的重要技术参量。粉煤灰特征化研究，是粉煤灰水泥混凝土技术中的基础研究，直到20世纪80年代，粉煤灰特征化研究随着现代科学测试手段和研究方法的进步，取得了较多的成绩。 （一）、粉煤灰的性状 1．表观色泽 由于成分和组分不同，粉煤灰表观色泽变化很大。低钙粉煤灰随着碳分含量从低到高，从乳白色变至灰黑色。在一般情况下，粗略地可从色泽的变化观察粉煤灰性质的变化。高钙粉煤灰一般呈浅黄色，可反映氧化钙含量。目前，最新的研究认为，粉煤灰色泽不可以反映其结构。 2．粒径和细度 所收集的统灰粒径变化为0.5～300μm，这一范围与水泥接近，但其中大部分的颗粒要比水泥细得多。国内沿用标准筛测定，现在的我国粉煤灰新标准把用于水泥和混凝土的粉煤灰的试验方法和筛余量指标从用80μm标准筛人工筛分法改为用气流筛测定45μm的筛余量。如JGJ28－1986规定，以80μm标准筛测定细度，其筛余量：I级灰不大于5%，II级灰不大于8%，III级不大于25%。因为45μm以下粉煤灰颗料对混凝土性质的贡献较大，GB1596－2005粉煤灰新标准中，采用45μm筛余量（%）为细度指标，规定I级灰不大于12%，II级灰不大于20%，III级灰不大于45%。细度是粉煤灰最重要的参量，有的专家认为可以用来作为评估用于混凝土中粉煤灰质量的基本参量。至于代替细集料或用以改善工作性的粉煤灰细度则不受上述规定的限制。 3．比表面积 因为粉煤灰中密实颗粒和内部表面积很大的多孔颗粒混在一起，用比表面积方法不易准确测定颗粒的粗细。沿用测定水泥比表面积法测定粉煤灰比表面积的变化范围一般为1500～5000cm2/g，仍可用作反映粉煤灰组合颗粒内外表面积的综合情况。 4．颗粒级配 颗粒级配大致可分三种形式： （１）细灰。颗粒级配细于水泥，主要用于钢筋混凝土中取代水泥或水泥混合材料。 （２）粗灰。包括统灰和分选后的粗灰，颗粒级配粗于水泥，主要用于素混凝土和砂浆中取代集料。（３）混灰。与炉底灰混合的粉煤灰，用作取代集料或用作水泥混合材料（尚须与熟料共同磨细或分别麿细），或者作填筑用粉煤灰。 5．密度 普通粉煤灰密度为1.8~2.3g/cm2，约等于硅酸盐水泥的2/3。粉煤灰堆积密度的变化范围为0.6~0.9g/cm3，振实后的堆积密度为1.0~1.3 g/cm3。高钙粉煤灰密度略大。 最近我国用于混凝土的粉煤灰特征化研究完全证实，密度是粉煤灰技术特征中一个很重要的参量，它可用于混凝土用粉煤灰的质量评定和质量控制，特别是能用于粉煤灰质量均匀性评定和控制。 6．需水量比 粉煤灰需水量比是按规定的水泥标准砂浆流动性试验方法，以30%的粉煤灰取代硅酸盐水泥
纤维素基吸附剂的研究进展 Q U R J 曲荣君1,2*,孙向荣1,王春华1,孙昌梅1,成国祥1,2 (1.烟台师范学院化学与材料科学学院,山东烟台264025; 2.天津大学材料科学与工程学院,天津370002) 摘 要: 纤维素作为自然界中储量最大的天然高分子材料,具有价廉易得、易被微生物降解、不会给环境带 来第二次污染等特点,长期以来对其开发利用一直是科技工作者研究的热点。本文主要综述了近年来纤维素 基吸附剂的研究进展,并简要介绍了其作为金属离子吸附剂、特殊用途吸附剂等的结构性能特点,展望了其发 展前景。 关键词: 纤维素基吸附剂;吸附 中图分类号:T Q 352 文献标识码:A 文章编号:0253-2417(2004)03-0102-05 PROGRESS IN ST U DIES ON PREPARA T ION AN D PROPERT IES OF CELLU LO SE BASED ADSORBENT S QU Rong jun 1,2,SUN Xiang rong 1,WANG Chun hua 1,SU N Chang mei 1,CHENG Guo x iang 1,2 (1.School of Chemistry and Materials Science,Yantai Normal University ,Yantai 264025,China; 2.School o f Materials Science and Engineer ing ,Tianj in University ,Tianj in 370002,China) Abstract:As one of the most abundant renewable natural polymers on earth,cellulose is readily available and inexpensive.Also it can be biodegraded easily w ithout pollution on environment.M any inv est igators have done w orks on the development and utilization of cellulose for a long time.I n this paper,the preparation of adsorbents based on cellulose is review ed.T he structures and properties of t he modified cellulose as metal ion adsorbents and special adsorbents are introduced.T he long term potential development of cellulose based adsorbents is mentioned. Key words:cellulose based adsorbent;adsorption 纤维素是无水葡萄糖残基通过 -1,4糖苷键连接的立体规整性高分子,是自然界中最为丰富的可再生资源。纤维素分子内含有许多亲水性的羟基基团,是一种纤维状、多毛细管的高分子聚合物,具有多孔和比表面积大的特性,因此具有亲和吸附性,但天然纤维的吸附(如吸水、吸油、吸重金属等)能力并不很强,必须通过化学改性使其具有更强或更多的亲水基团,才能成为性能良好的吸附材料。 纤维素吸附剂的研究和应用早在20世纪50年代初就已开始,近年来,随着生命科学的飞速发展和人们对纯天然化工产品的需求日益扩大,纤维素作为天然高分子材料用来作吸附剂使用愈来愈广泛;同 收稿日期:2003-10-13 基金项目:国家自然科学基金资助项目(29906008);山东省自然科学基金资助项目(Q99B15);中国博士后科学基 金(2003034330);山东省中青年学术骨干学术带头人基金资助项目(无编号) 作者简介:曲荣君(1963-),男,山东荣城人,教授,博士后,主要研究方向:功能高分子。 第24卷第3期 2004年9月林 产 化 学 与 工 业Chemistry and Industry of Forest Products Vol.24No.3 Sept.2004
如何快速辨别这四种粉煤灰 传统掺合料如粉煤灰、矿渣粉日益紧俏，供需矛盾逐渐突出。因此，掺合料种类范围逐渐扩大，磷渣、钢渣、炉渣、钢铁渣粉逐渐走上历史舞台。天然火山灰、沸石、浮石、凝灰岩、石灰石粉、其他岩石粉等天然矿物材料以及超细矿渣粉、超细粉煤灰、微珠等矿物掺合料逐渐向深加工方向发展。由于供需矛盾的加剧和相关行业标准的不足，导致市场上出现了劣质粉煤灰，严重威胁着混凝土的质量和寿命。
1、“真假灰” 按照现行的标准难以判定粉煤灰的纯度。下表为某地煅烧煤矸石粉按照现行粉煤灰标准的指标测试结果。由表可以看出，该煅烧煤矸石粉完全符合粉煤灰鉴定的指标要求。因此，根据现有标准，难以判断粉煤灰的纯度，甚至无法区分真假粉煤灰。 某地煅烧煤矸石粉按照现行粉煤灰标准的指标测试结果 ▼ 2、“脱硫灰” 采用循环流化床锅炉工艺可以高效燃烧高硫煤，为了减少SO2的排放，往往需要采取脱硫措施，产生的粉煤灰即CFB脱硫
粉煤灰。它含有大量的硫化物或硫酸盐（如石膏等），不同于传统的粉煤灰。未经测试贸然用于混凝土，会造成严重的混凝土开裂和崩解现象。现行的粉煤灰标准虽有SO3含量限制，但对“脱硫灰”的检验判定缺乏针对性。 3、“脱硝灰” 为了减少燃煤过程中NO x的排放，需要在燃煤过程中进行“脱硝”处理，脱硝工艺不当可能会造成粉煤灰中残留一部分的NH4+，当粉煤灰与水泥搅拌时，遇到碱性环境就会释放出NH3（氨气），在混凝土塑性阶段产生大量气体。 4、“浮黑灰” 现代燃煤工艺中，为了提高燃煤效率或电厂的某些特殊操作要求，会在燃煤过程中添加柴油或者其他油性物质作为助燃剂，这些助燃剂不能完全燃烧，会在粉煤灰中存留油分。特别是粉煤灰经过分选后，收集的粉煤灰会含有更多的未燃尽
纤维素基吸附剂 ——绿色、经济的水处理材料 摘要介绍了一类基于天然纤维素的水处理用吸附剂.对纤维素修饰羧基等阴离子基团,可以用来吸附水 中的重金属阳离子(如Cd2+、Cu2+、Hg2+、Ni2+、Pb2+).对纤维素修饰铝铁或胺基等成分,可以吸附水中含砷 阴离子、氟离子等有害阴离子.在纤维素上修饰疏水链,可以吸附水中氯苯、染料等危害健康的有机物. 关键词纤维素,水处理,重金属,有害阴离子,有机物. 1 我国的水资源现状 我国是严重缺水的国家.首先,从人均占有的水资源上看,我国属于世界上人均水资源较少的13个 贫水国之一,目前我国还有三分之二的城市供水不足.第二,我国饮用水的质量不高,全国农村有3亿多 人仍在饮用不合格的水,其中约有1. 9亿人的饮用水中有害物质含量严重超标.第三,随着经济的高速 发展,我国的废水排放量逐年递增,使许多河流受到了相当严重的污染,进而还影响了近岸海域.目前, 我国已有36. 6%的河段水质属于五类或劣五类,其中的27. 9%已完全丧失直接使用的功能. 2 水的污染种类及治理方法 水资源的污染主要是由生活污水和工业废水造成的,它们的排放造成了环境污染并严重影响了人 类可持续发展.要想治理这些污染,首先需要了解污染物的性质.根据水中污染物的种类,可以将水污染 大体分为三类:重金属阳离子污染、有害阴离子污染和有机物污染. 2. 1 重金属阳离子污染 “重金属”是对原子密度大于6g·cm-3的一类金属和非金属的总称,常见的有镉(Cd, cadmium)、铬 (Cr, chromium)、铜(Cu, copper)、汞(Hg,mercury)、镍(N,i nickel)、铅(Pb, lead)、锌(Zn, zinc).由于重金 属不能降解、不易代谢、趋于在体内积累,所以大量重金属的摄入会导致一系列的生理紊乱和疾病.例如 过量的铜会导致虚弱、嗜睡以及精神性厌食;高浓度的汞会导致神经错乱,以及一些能力障碍,例如读写 困难、注意力分散、智力低下等等;长期接受过量的镉会导致肾脏以及骨骼方面的病变. 2. 2 有害阴离子污染 水中有害的阴离子有氟离子,含砷阴离子、含氮阴离子、含磷阴离子等等,其中危害最大的是砷和 氟.砷已被美国疾病控制中心(CDC)和国际癌症研究机构(IARC)确定为第一类致癌物质,它以三价和 五价两种形式存在,分别为亚砷酸根(AsO-2)和砷酸根(AsO3-4),砷的摄入会导致心血管疾病和神经系 统疾病,还会大大提高皮肤、肺、肝、膀胱、肾癌变的几率.氟是哺乳动物牙齿和骨骼生长的必需元素,但 是从食物和水中摄入过量的氟会导致一些慢性疾病,如牙齿长斑,骨质疏松,以及一些神经系统的疾病. 我国存在的一些“黄板牙村”就是因为村民长期饮用高氟水导致的.我国对
. 年产120万吨超细粉煤灰之工业固体废弃物综合利用建设项目 可行性研究报告
目录 第一章总论 (5) 1.1 概述 (5) 1.2 项目建设背景 (7) 1.3 编制依据和原则 (8) 1.4 研究范围 (9) 1.5 研究结论 (10) 第二章项目建设意义和必要性 (12) 2.1 项目建设的意义 (12) 2.2 项目建设的必要性 (13) 2.3 项目建设的可行性 (16) 第三章市场分析 (18) 3.1 粉煤灰的基本性质 (18) 3.2 我国粉煤灰资源化现状分析 (20) 3.3 粉煤灰活化技术 (21) 3.4 超细粉煤灰的特性 (24) 3.5 市场需求分析及预测 (25) 3.6 营销策略分析 (27) 3.7 产品价格分析 (28) 第四章生产规模及产品方案 (29) 4.1 生产规模 (29) 4.2 产品纲领 (29) 4.3 产品质量标准 (29) 第五章建设条件 (30)
5.2 水电供应 (30) 5.3 交通条件 (30) 5.4 原燃材料供应条件 (31) 第六章总图运输 (32) 6.1 总平面布置 (32) 6.2 工厂运输 (34) 第七章生产工艺与技术 (35) 7.1 建设范围与建设内容 (35) 7.2 工艺技术方案比较与选择 (35) 7.3 物料平衡 (36) 7.4 物料储存 (37) 7.5 主机设备选型 (37) 7.6 生产工艺流程简述 (38) 第八章建筑工程及公用辅助设施工程 (40) 8.1 建筑与结构设计方案 (40) 8.2 给排水设计 (42) 8.3 供配电及生产过程自动化 (46) 8.4 暖通工程 (50) 8.5 试验室 (50) 第九章节约能源与资源综合利用 (51) 9.1 设计依据 (51) 9.2 设计范围 (52) 9.3 主要设计原则 (52) 9.4 能源耗量 (52)
超细粉煤灰项目 可行性研究报告 xxx实业发展公司
第一章概况 一、项目概况 （一）项目名称 超细粉煤灰项目 （二）项目选址 xx经济技术开发区 对周围环境不应产生污染或对周围环境污染不超过国家有关法律和现 行标准的允许范围，不会引起当地居民的不满，不会造成不良的社会影响。 （三）项目用地规模 项目总用地面积23485.07平方米（折合约35.21亩）。 （四）项目用地控制指标 该工程规划建筑系数59.53%，建筑容积率1.70，建设区域绿化覆盖率5.34%，固定资产投资强度182.34万元/亩。 （五）土建工程指标 项目净用地面积23485.07平方米，建筑物基底占地面积13980.66平 方米，总建筑面积39924.62平方米，其中：规划建设主体工程27308.64 平方米，项目规划绿化面积2133.17平方米。 （六）设备选型方案 项目计划购置设备共计97台（套），设备购置费2230.66万元。
（七）节能分析 1、项目年用电量1169798.98千瓦时，折合143.77吨标准煤。 2、项目年总用水量12756.58立方米，折合1.09吨标准煤。 3、“超细粉煤灰项目投资建设项目”，年用电量1169798.98千瓦时，年总用水量12756.58立方米，项目年综合总耗能量（当量值）144.86吨标准煤/年。达产年综合节能量48.29吨标准煤/年，项目总节能率28.24%， 能源利用效果良好。 （八）环境保护 项目符合xx经济技术开发区发展规划，符合xx经济技术开发区产业 结构调整规划和国家的产业发展政策；对产生的各类污染物都采取了切实 可行的治理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，项目建设不会对区 域生态环境产生明显的影响。 （九）项目总投资及资金构成 项目预计总投资9073.19万元，其中：固定资产投资6420.19万元， 占项目总投资的70.76%；流动资金2653.00万元，占项目总投资的29.24%。 （十）资金筹措 该项目现阶段投资均由企业自筹。 （十一）项目预期经济效益规划目标 预期达产年营业收入22978.00万元，总成本费用17629.36万元，税 金及附加182.47万元，利润总额5348.64万元，利税总额6268.85万元，
2019年第3期广东化工 第46卷总第389期https://www.doczj.com/doc/d916939330.html, ·99 ·改性纤维素对重金属离子吸附性能的综述 张金瑶1，李箫宁1，肖惠宁1，潘远凤2* (1．华北电力大学环境科学与工程系，河北保定071003：2．广西大学化学与化工学院，广西南宁53004) [摘要]随着我国社会经济的快速发展，重金属的污染问题己变得日益严重。特别是对水质的污染，己引起了全世界环境工作者的普遍关注。 因此，寻找一种对重金属去除效率高，操作简便，经济且无二次污染的方法对重金属污染废水的处理和饮水净化都具有重要意义。本文介绍了国内外处理污水的技术，和介绍了改性纤维素的方法。 [关键词]重金属污染；纤维素；吸附 [中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2019)03-0099-02 Review on Adsorption Properties of Modified Cellulose for Heavy Metal Ions Zhang Jinyao1, Li Xiaoning1, Xiao Huining1, Pan Yuanfeng2* (1. Department of Environmental Science and Engineering，North China Electric Power University, Baoding 071003； 2. School of Chemistry and Chemical Engineering, Guangxi University, Nanning 530004, China) Abstract: With the rapid development of China's social economy, the problem of heavy metal pollution has become increasingly serious. In particular, the pollution of water quality has caused widespread concern among environmental workers around the world. Therefore, it is of great significance to find a method for high heavy metal removal efficiency, easy operation, economical and no secondary pollution for the treatment of heavy metal contaminated wastewater and water purification. This paper introduces the technology of treating sewage at home and abroad, and introduces the method of modifying cellulose. Keywords: heavy metal pollution；cellulose；adsorption 1 重金属废水的危害及其处理技术 重金属废水污染是目前最为严重的环境污染之一。因为其毒 性及其难生物降解性，被重金属废水污染的水体往往给人类及水 生动植物带来严重的后果。本文将着重介绍汞和砷的危害及处理 技术。 自然界中汞主要以单质汞、无机汞化合物和有机汞化合物的 形式存在。汞主要有三种价态：Hg(0)，Hg(I)和Hg(II)[1]。不同形 态和价态的汞具有不同的理化性质和环境化学行为。人们对汞环 境污染问题的认识开始于20世纪50年代的日本水误病事件。20 世纪80年代，在北美、北欧一些远离汞污染源的水体，鱼体内汞 含量超标，甚至北极附近格陵兰岛的冰层中汞含量也在上升，由 此，汞被视为全球污染物而受到广泛的关注[2]。 砷是一种毒性很强的致癌物质，化合价形态有四种：As(-Ⅲ)、 As(0)、As(Ⅲ)、As(Ⅴ)，可与多种物质反应生成无机或有机含砷 化合物[3]。有机含砷化合物(除砷化氢及其衍生物外)毒性一般都较 弱，而无机含砷化合物通常为剧毒。砷在水体中最常见的价态是 氧化态(As(Ⅴ))和还原态(As(Ⅲ))，As(Ⅴ)比As(Ⅲ)毒性小，是天 然水域的主要物种之一。所有溶解到水中的含砷化合物都有毒且 具有致畸、致癌，致突变的性质，严重威胁到了人类的生命健康 [4]。 目前对于重金属污染废水的处理方法包括物理法及化学法 [5]，具体方法有化学沉淀法、离子交换法、反渗透法(膜法)、氧化 还原法、吸附法等。 化学沉淀法[6]：由于工业废水中重金属离子的氢氧化物难溶于水，可以向工业废水中投加化学试剂 (如氢氧化钠、氨水等)，发生化学反应生成难溶于水的沉淀，从而固液分离将重金属离子除去。 离子交换法[7]：当合成的离子交换树脂材料遇到水时，能将本身具有的离子与水中带同类电荷的离子进行交换反应。Na+交换树脂可以将工业废水中重金属离子交换吸收。 反渗透法(膜法)[8]：反渗透法借助外界提供的压力作用，使水分子通过反渗透膜，重金属离子留在膜的另一侧，从而实现对重金属废水的处理过程。 氧化还原法[9]：氧化还原法和化学沉淀法很类似，都是投加药剂发生化学反应，氧化还原法常用的药剂有硫酸亚铁、锌粉等。氧化还原法是通过化学反应将有毒性的重金属离子氧化或还原为还原态元素使其毒性减小，从而处理工业废水。运用此方法三价砷离子可以被氧化成五价砷离子。 吸附法[10]：利用多孔性的固体吸附剂将水样中的组分吸附于表面，再用适宜溶剂将组分解吸，达到分离的目的。吸附法可用于工业废水中微量重金属离子的去除，按吸附本质可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附是溶质与吸附剂表面原子或分子之间由于分子间范德华力进行的吸附作用，吸附选择性不强。化学吸附指溶质与吸附剂表面原子或分子之间发生电子的转移、交换，形成化学键的吸附，吸附具有选择性。在重金属离子的被吸附过程中，物理吸附和化学吸附作用同时存在，难以明确区分，一般来讲，化学吸附占主导作用[11]。 2 纤维素的结构及改性方法 2.1 纤维素结构 纤维素是细胞壁的主要成分，给植物体提供结构支撑，其也大量存在于藻类及真菌中，是一种广泛存在的绿色可再生的天然产物。纤维素由β吡喃葡萄糖基通过β-(1,4)糖营键连接而形成的高分子均聚物[12]。20~300条纤维素链团聚在一起形成微纤维，很多这样的微纤维聚集在一起，形成纤维素纤维由纤维素的分子链结构式图1可知，纤维素表面含有大量的羟基，且对其表征可发现其有大的比表面积，这些特性使得纤维素具有很高的反应活性，从而可以成为制备性能优良的吸附剂的基体材料。由于天然纤维素的高分子结构中存在大量的羟基，故其分子链内与分子链间存在大量氢键[13]，当其作为吸附剂时，溶液可及度降低，导致其吸附容量小，吸附过程缓慢，反应活性降低[14]。因此，为了提高纤维素对重金属离子的吸附性能，必须对天然纤维素的结构进行改性。 图1 纤维素的分子链结构式 2.2 纤维素预处理方法 纤维素每个结构单元中存在的三个羟基使得天然纤维素带有很强的氢键作用，使得其在传统溶剂中溶解性很小。一般对纤维素的预处理的目的是降低其结晶区的结晶度，增大其在溶剂中的溶解性，从而使接下来的化学改性容易进行，纤维素预处理方法主要有以下三类，物理预处理法、化学预处理法和生物预处理法[15]。 2.3 纤维素的改性方法 纤维素的改性分为物理改性和化学改性，化学改性主要依靠羟基的反应完成。这些羟基可以发生氧化反应、酯化反应、醚化反应、接支共聚反应，因此可得到改性纤维素[16]。纤维素的改性方法主要有：氧化法、酯化法、原子转移自由基聚合接枝法等纤 [收稿日期] 2018-12-12 [基金项目] 国家自然科学基金资助项目( 21466005) [作者简介] 张金瑶(1994-)，男，河北人，硕士研究生，主要研究方向为水处理与土壤修复。*为通讯作者。
一文了解粉煤灰超细粉碎设备及工艺 超细粉碎是提高粉煤灰的活性和附加值的重要手段，其粒度越细，水化活性就越高，应用价值也就越高，实践表明： o15~10μm的超细粉煤灰可广泛用于高性能绿色混凝土； o10μm左右的超细粉煤灰可广泛替代无机或矿物填料； o5μm左右的超细粉煤灰经表面改性后可以替代部分炭黑。 1、粉煤灰超细粉碎设备 球磨机是工业中普遍应用的一种粉磨设备，具有很大的灵活性和市场适应能力。粉煤灰的超细粉碎可采用球磨机加高细度分级系统实现。 振动磨是一种高效率的粉磨设备，粉磨后颗粒球形度较好，颗粒分布较为连续，但能耗偏高。 冲击式粉碎机加分级系统也可用于粉煤灰的超细粉碎加工，但处理量较小。 蒸汽动力磨是采用电厂过热蒸汽作为粉碎动能介质，通过拉瓦尔喷嘴形成超音速气流，带动物料高速碰撞、剪切，整个过程在140℃左右下完成。
2、粉煤灰超细粉碎工艺 粉煤灰的粒度及颗粒形貌决定其应用性能，根据粉煤灰的理化特性及其成品细度要求选择合适的磨细工艺，是决定磨细灰的经济价值和加工成本的重要环节。 粉煤灰磨细加工工艺流程可分为开路和闭路两种系统，目前国内多采用开路系统。 典型的粉煤灰超细粉碎工艺 （1）粉煤灰开流高细磨粉磨工艺 采用开流高细磨磨细粉煤灰，通常可利用水泥磨改造形成高细磨的结构特征，并配用小规格研磨体进行粉磨。粉煤灰经电子秤计入磨，出磨即为成品。 该工艺虽然简单，有利厂操作和节省生产投资，但由于粉煤灰比重轻，入磨粒度小且含有大量细粉，往往容易异致过粉磨，使得大部分微珠的原始形貌
破坏严重，需水量增加，或者使产品研磨时间不足而容易跑粗，细度难以控制，质量不稳定，产品电耗也较大。 （2）粉煤灰闭路管磨机粉磨工艺 闭路粉磨工艺对管磨机的要求主要是从仓位、隔仓板结构参数及分选系统进行适当改进。粉煤灰经电子秤入磨，出磨半成品经提升机送入选粉机分选细粉即为成品；粗灰返回磨机与新给料混合再次进行粉磨-分选循环。 该工艺较好地解决了开流工艺的一些不足，但仍存在颗粒形貌破坏严重导致产，产品需水量增力的问题，生产工艺也较之复杂，综合电耗偏高。 （3）粉煤灰半终粉磨工艺 半终粉磨是将粉煤灰原灰首光进入选粉机分选，选出的细灰由收尘器收集为成品，粗灰则返回磨机与新给料混合再次进行粉磨-分选循环。
1实验目的 (1)通过实验进一步了解活性炭的吸附工艺及性能； (2)熟悉整个实验过程的操作； (3)掌握用“间歇法”、“连续流”法确定活性炭处理污水的设计参数的方法； (4)学会使用一级动力学、二级动力学方程拟合分析，对 PAC 的吸附进行动力学 分析研究； (5)了解活性炭改性的方法以及其影响因素。 2实验原理 2.1活性炭间隙性吸附实验原理 活性炭吸附就是利用活性炭的固体表面对水中一种或多种物质的吸附作用，己达到净化水质的目的。活性炭的吸附作用产生于两个方面，一是由于活性炭内部分子在各个方向都受到同等大小的力而在表面的分子则受到不平衡的力，这就使其他分子吸附于其表面上，此为物理吸附；另一个是由于活性炭与被吸附物质之间的化学作用，此为化学吸附。活性炭的吸附是上述两种吸附综合的结果。当活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等时，即单位时间内的活性炭的数量等于解吸的数量时，此时被吸附物质在溶液中的浓度和在活性炭表面的浓度均不在变化，而达到平衡，此时的动平衡称为活性炭吸附平衡而此时被吸附物质在溶液中的浓度称为平衡浓度。活性炭的吸附能力以吸附量q表示。 式中：q ——活性炭吸附量，即单位重量的吸附剂所吸附的物质量，g/g； V ——污水体积，L； 、C ——分别为吸附前原水及吸附平衡时污水中的物质浓度，g/L； C X ——被吸附物质重量，g；
M ——活性炭投加量，g。 在温度一定的条件下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高，两者之间的变化称为吸附等温线，通常费用兰德里希经验公式加以表达。 式中：q ——活性炭吸附量，g/g ； C ——被吸附物质平衡浓度g/L； K、n ——溶液的浓度，pH值以及吸附剂和被吸附物质的性质有关的常数。 K、n值求法如下：通过间歇式活性炭吸附实验测得q、C相应之值，将式取对数后变换为下式： 将q、C相应值点绘在双对数坐标纸上，所得直线的斜率为1/n，截距则为K。 此外，还有朗缪尔吸附等温式，它通常用来描述物质在均一表面上的单层吸附，表达式为： 由于间歇式静态吸附法处理能力低、设备多，故在工程中多采用连续流活性炭吸附法，即活性炭动态吸附法。 采用连续流方式的活性炭层吸附性能可用勃哈特和亚当斯所提出的关系式来表达。 式中：t ——工作时间，h； V ——流速，m/h ； D ——活性炭层厚度，m；
用于染料吸附的甲基纤维素基气凝胶材料的制备及性能 Preparation and Adsorption Properties of Methylcellulose Aerogel Adsorbent for Dyes ： In order to remove dyes from printing and dyeing effluent ， a novel methylcellulose aerogel adsorbent based on methylcellulose （MC）and chitosan （CS）were developed. Discussion was made on the influence of ratio of methylcellulose and chitosan glutaraldehyde , concentration of cross-linking temperature , and aerogel density on the adsorption capacity and compression strength of aerogel ， with congo red （CR） and methylene blue （MB） as target object. And then the preparation process was optimized , and the results show that the adsorption capacities of aerogel based on methylcellulose for the anionic dyes CR and cationic dyes MB are as high as 518.12 and 237.86 mg/g respectively with the ratio of MC/CS of 6 : 4, the glutaraldehyde concentration 5% cross- linking temperature 50 °C, and the aerogel density , the compression