基本信息
- 项目名称：
- 改性竹粉在染料废水中的运用
- 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：
- 通过试验初步研究吸附剂吸附废水中，碱浓度、活化时间、料液比对吸附量的影响，优化出吸附印染废水的最佳条件。从正交试验分析可得最佳条件为料液比为1:45，碱浓度3mol/L，活化24h。测定了不同条件活化的竹粉各成分的含量的变化，初步判定竹粉处理染料废水的有效成分为纤维素。对改性前后的竹粉进行红外光谱分析，结果显示活化后的竹粉中羟基和羧基的数量明显增加。为印染废水处理提供了一种新的处理剂。
- 详细介绍：
- 印染废水水量大、浓度高、色度深、毒性强、pH波动大，是难处理的工业废水之一。它的大量排放严重污染环境，破坏生态平衡。针对上述问题，分析了印染废水的现状与特点，同时从物理、化学和生物三个方面着重分析了处理印染废水的方法，指出了目前研究方法的一些不足指出。 基于竹粉对染料废水具有潜在的吸附能力。对加工剩余的竹粉进行有效的改性，优化其处理废水的条件，对染料废水的脱色性能进行研究。通过试验初步研究吸附剂吸附废水中，碱浓度、活化时间、料液比对吸附量的影响，优化出吸附印染废水的最佳条件。从正交试验分析可得最佳条件为料液比为1:45，碱浓度3mol/L，活化24h。测定了不同条件活化的竹粉各成分的含量的变化，初步判定竹粉处理染料废水的有效成分为纤维素。对改性前后的竹粉进行红外光谱分析，结果显示活化后的竹粉中羟基和羧基的数量明显增加。为印染废水处理提供了一种新的处理剂。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本作品分析印染废水的现状与特点，同时从物理、化学和生物三个方面着重分析了处理印染废水的方法。 本研究利用加工剩余的竹粉进行改性，获得新型的吸附剂。再用此吸附剂研究对染料废水的处理效果，从料液比、碱浓度、活化时间出发，优化吸附剂处理模拟废水的条件，并探讨分析活化后竹粉的结构变化。 研究成果一方面可以为环保部门提供数据参考，也为废水的处理提供一些新的材料。
科学性、先进性及独特之处
- 1.本研究结合了环境和新材料两大领域的重要的研究热点，通过活化改性成功地制备了新型吸附剂，应用于染料废水的处理中，得到了不错的效果。 2.本研究对改性竹粉进行了结构和性能的研究，为它的有效利用提供了技术指导。 3.本研究的技术路线合理，逻辑性较强，条理清晰。使竹粉得到有效的利用，而且效果良好，达到了以废治废的目的。 4.该技术操作简便，成本低，对环境污染小，有利于工业化的推广。
应用价值和现实意义
- 1. 注重于新技术和新型吸附剂开发应用，积极推行清洁生产。并希望采用低废、无废工艺、高效的设备和完善的管理，从源头上削减废水与污染物的产生，使得印染废水污染这一问题得到彻底解决。 2. 以改性竹粉作为染料废水的处理剂，替代了传统吸附剂，减少了化学药品的使用，特别是大大降低了二次污染。 3. 改性竹粉的方法容易实现，具有很好的工业应用前景。 4.对于印染废水处理研究和工业应用具有指导作用。
学术论文摘要
- 印染废水水量大、浓度高、色度深、毒性强、pH波动大，是难处理的工业废水之一。它的大量排放严重污染环境，破坏生态平衡。针对上述问题，文章首先简单分析了印染废水的现状与特点，同时从物理、化学和生物三个方面着重分析了处理印染废水的方法，并介绍其在国内外的研究现状及发展状况。 基于竹粉对染料废水具有潜在的吸附能力。对加工剩余的竹粉进行有效的改性，优化其处理废水的条件，对染料废水的脱色性能进行研究。通过试验初步研究吸附剂吸附废水中，碱浓度、活化时间、料液比对吸附量的影响，优化出吸附印染废水的最佳条件。从正交试验分析可得最佳条件为料液比为1:45，碱浓度3mol/L，活化24h。测定了不同条件活化的竹粉各成分的含量的变化，初步判定竹粉处理染料废水的有效成分为纤维素。对改性前后的竹粉进行红外光谱分析，结果显示活化后的竹粉中羟基和羧基的数量明显增加。为印染废水处理提供了一种新的处理剂。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] 国家环保局，纺织总会，八五研究项目组. 纺织工业污染源控制的研究报告[R]. 北京:中国环境出版社，1994. [2] 孙天华，林少宁，余摺梅，陈亮. 生物铁法处理高浓度难降解印染废水的研究[J]. 中国环境科学，1991，11(2):138-142. [3] 彭跃莲，韩燕肋，李建中，刘忠州. 生物技术在印染和染料废水处理中的应用[J]. 1997，5(3):56-64 . [4] 陈建琴. SDF 絮凝剂的研制及在印染废水处理中的应用[J]. 工业安全与环保，2006，32(5):27-29. [5] 木村光雄. セルロス系高分子吸着の开发と色染色排水の环使用[J]. 染料 药品，1985，30(2). [6] 宫田奈美子. 故纸パルズに2-エチルニメタクリラートなゲラフト共聚和させた吸着剂にょる染料の脱色[J]. 纤维学会志，1986，42(8). [7] 吉田博一. 染色排水处理のための弱盐基性アニオソ交换棉系の的制造[J]. 纤维学会志，1987，43(9). [8] Yoshida H. Adsorption and adsorptive separations: A bibliographical update[J]. Chem Eng Sci 1993，48:2267. [9] 陈欣志. 离子交换纤维用于阳离子印染废水脱色治理技术[J]. 工业水处理，1989，4:27.
同类课题研究水平概述
- 吸附法可去除水中的色、臭、重金属离子和有机物。由于吸附剂对不同类型的吸附能力存在差异，即吸附剂具有选择性。因此，采用吸附法处理染料废水，吸附剂的选择是影响处理效果的一个关键因素。最常用的吸附剂是活性炭。天津长城化工厂以活性炭为吸附剂用于土氏酸生产中吸附母液中的二萘胺。 改性活性炭对印染废水进行吸附，但活性炭吸附只适用于低浓度印染废水以及该废水的深度处理，活性炭吸附的物质由于分子运动而离开活性炭表面，重新进入水中，即发生解析现象。在工艺上投资比较大，活性炭的价格相对于竹粉的价格来说是活性炭高很多。而且活性炭可以是由竹粉作为原料制造得来，所以就显得多此一举，还不如直接改性竹粉来的实际。 国外Tanja Becker等将壳聚糖与戊二醛经Schiff反应进行交联，然后分别与N-甲基甘氨酸、N-乙酰甘氨酸和吡嗪-2-甲酸发生N-酰化制得三种衍生物。另外，还合成两种衍生物作为对比。经性能测试，发现前面三种衍生物在硫酸盐中的吸附能力和选择性要高于在氯化物或硝酸盐溶液中， 而后面两种衍生物在含有镍、锌、镉、镁、钙五种金属离子的硫酸盐、氯化物和硝酸盐三种溶液中对镍、锌和镉都有很高的吸附能力和选择性。壳聚糖本身的价格较高，其自身的水溶性较差，在酸性条件下稳定性差，将来需要从壳聚糖的水溶性、稳定性方面着手，开发价格低廉、水溶性以及稳定性高的壳聚糖，并与无机絮凝剂配合使用，发挥无机絮凝剂和有机絮凝剂的协同作用。 还有采用高分子吸附剂与离子交换树脂联合使用，该方法可以去除染料废水中的重金属、 酚类、胺类等。在一种二步法的处理工艺中，第一步使用的吸附剂是具有较大表面积的非离子型聚合物，废水随后通过一个弱酸性的离子交换器。Rock & Stevens公司用这种方法去除水中酸性、活性、 金属络合及碱性染料。该方法不大适用于分散染料的去除。 近几年，研究的重点主要在开发新的吸附剂以及对传统的吸附剂进行改良方面。胡文伟等研究了用“流炭法”处理印染废水，可以大幅度改善出水水质。Jae-Hyunbae 等研究了新型HDTMA-膨润土。但工序都比较复杂，运行成本较高，不利于推广。
