基本信息
- 项目名称：
- 壳聚糖复合改性粉煤灰对活性染料废水的吸附性能
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 我国每年染料废水的排放量约为1.6亿立方米，其染料成分妨害水体自净，严重破坏了水体、土壤及其生态环境。本课题利用壳聚糖复合粉煤灰(chitosan composite fly ash，简称CCF)处理染料废水，既可以发挥壳聚糖对染料分子优良的吸附能力，又可以充分利用粉煤灰多孔、比表面大的特性，从而提高处理效率。以开发制备简便、经济环保、高效稳定的水处理剂。
- 详细介绍：
- 近些年，纺织行业发展迅速，其产量和质量都有了大幅提高，已成为我国用水量最大、排放废水量最多的工业部门之一，染料的品种和数量日益增加，染料生产和印染废水已成为水环境的重点污染源之一，也是当前国内外水污染控制领域急需解决的一大难题。 粉煤灰(fly ash，简称FA)是煤炭燃烧后的废弃物，其主要成分是氧化硅和三氧化二铝，是具有不规则多孔的微粒，比表面积较大，对染料大分子具有一定的吸附能力，其本身是一种工业废料，价格低廉。随着对粉煤灰物理化学性质的深入研究，人们越来越关注粉煤灰在环境保护中的应用，如能用于染料废水的脱色，则可达到以废治废，综合利用的目的，同时也为染料废水脱色这一难题找到一个新的处理方法，因此具有较大的社会效益和经济效益。对粉煤灰进行酸、碱、焙烧等改性的研究已经很多，而对壳聚糖复合改性粉煤灰(chitosan composite fly ash，简称CCF)的研究报道甚少。壳聚糖是地球上仅次于植物纤维的第二丰富的天然高分子聚合物，可通过化学或物理作用吸附染料分子。壳聚糖来源于虾蟹等贝壳类物质，原料广泛，取之不尽，用之不竭，该化合物无毒、无害、天然环保，且能够自然降解，不存在二次污染。将粉煤灰进行简单改性并与壳聚糖复合后，充分利用粉煤灰多孔、比表面大的特性，明显减少吸附剂的投加量，降低了后期淤泥的产量，减少了二次污染，同时吸附剂的脱色能力大大提高，从而提高处理效率。具有理论研究价值和的实际应用性能。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 研究一种绿色、环保的新型水处理剂，用于处理难降解、难脱色的工业染料废水，探索了吸附剂对活性染料废水的处理条件，并研究脱色率提高的原因和机理，以开发制备一种简便、绿色环保、高效稳定的工业水处理剂。
科学性、先进性及独特之处
- 粉煤灰为煤炭燃烧后的固体废弃物，壳聚糖为天然高分子有机物。本实验研究了壳聚糖复合改性粉煤灰的制备及其对活性染料废水的吸附性能。经过脱色实验，获得了极高的处理效率，具有理论研究价值。这是一种新型的改性方式，可用于制备绿色环保、高效稳定的水处理剂。
应用价值和现实意义
- 本课题制备吸附剂采用的原料为粉煤灰和壳聚糖，粉煤灰取材广泛，利用其做吸附剂，可达到以废治废的目的，壳聚糖为天然高分子有机物，来源于虾蟹等贝壳类物质，且能够自然降解。对粉煤灰进行简单改性并与壳聚糖复合后，吸附剂的脱色能力大大提高。本方法将来可以推广到染料废水和其它有机物废水的处理中去，具有很高的实用价值。
学术论文摘要
- 本实验利用壳聚糖复合改性粉煤灰对活性染料废水的处理进行了试验研究，通过脱色实验，确定了最佳优化条件。结果表明，CCF表面疏松、粗糙，有利于对染料分子的吸附。CCF处理活性艳蓝、活性黄模拟染料废水，最佳pH分别为4-6、5-7，最佳投加量为0.5g，最佳吸附时间为60min。优化条件下CCF对两种模拟染料废水的脱色率为92.2%、92.8%。与使用FA相比，使用CCF处理活性黄模拟染料废水，投加量减少为原来的1/20，但脱色率和COD去除率分别增加了31.8%和71.2%，吸附剂性能明显提高。CCF对活性艳蓝模拟染料废水的吸附以化学吸附为主。吸附是吸热过程，升高温度有利于吸附。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 1 沈东升,冯孝善,沈益民,等.我国印染废水处理技术的现状和发展趋势[J].环境污染与防治,1996,18(1):26-29. 2朱洪涛.改性粉煤灰对活性艳兰染料吸附性能的研究[J].环境污染治理技术与设备,2005,6(3):53-55.
同类课题研究水平概述
- 目前，我国每年大约有1.6亿m3的染料废水排入水环境中，而废水中残存的染料组分，即使浓度很低，排入水体也会造成水体透光率的降低，最终将导致水体生态系统的破坏。染料品种繁多，成分复杂、难降解、有机污染物含量高、色度高、COD高、毒性大、水质变化也较大，加强印染废水的处理可以缓解我国水资源匮乏，及生态失衡等方面的问题。 近年来，印染废水脱色研究颇为活跃，归纳起来主要有吸附混凝、化学氧化、生化处理、离子交换等方法。将粉煤灰进行酸、碱、焙烧等改性后处理工业废水和金属离子，国内外文献均有报道，像改性粉煤灰处理印染废水的试验研究（工业安全与环保）、不同组成粉煤灰吸附亚甲基蓝的性能和机理研究（西安建筑大学学报），粉煤灰负载壳聚糖吸附剂处理水中Cr( Ⅵ)的研究（材料导报）等等，而对壳聚糖复合改性粉煤灰(chitosan composite fly ash，简称CCF)的研究报道甚少。
