HDTMA改性粉煤灰吸附染料廢水開題報告

1、 畢業(yè)論文(設計)開題報告 題目名稱：hdtma改性粉煤灰吸附酸性金黃染料廢水的研究 題目類別： 畢 業(yè) 論 文 系 別： 專業(yè)班級： 學生姓名： 指導教師： 輔導教師： 開題報告日期： 研究現(xiàn)狀： 我國粉煤灰主要來自于燃煤電廠、冶煉、化工等行業(yè)排放的固體廢物，每年的排放量超過500萬噸。常見的粉煤灰中所包含的化學元素有sio2、al2o3、fe2o3、mgo、k2o、na2o、cao、fes。粉煤灰活性程度主要取決于其中的氧化鋁、二氧化硅和氧化鈣的含量，含量越高，其活性就越高，也就意味著粉煤灰的品質(zhì)也越好；鋁硅玻璃體(氧化硅與氧化鋁)也是粉煤灰的主要成分，也是決定粉煤灰活性的重要因素之一。在

2、相同條件下，玻璃體含量越高，粉煤灰的活性就越好。 自20世紀以來印染行業(yè)發(fā)展迅速，染料廢水是難處理的工業(yè)廢水之一，近年來，我國每年工業(yè)污水排放量達190多億噸，其中染料廢水占35%。染料廢水具有水質(zhì)變化大、有機污染物含量高和色度深等特點，染料廢水的處理方法已經(jīng)引起人們高度的重視。并且大多數(shù)染料為有毒難降解的有機物，帶有部分極性基團（so3na，oh，nh）和各類顯色基團（如n=n，n=o等），其中多數(shù)是以芳烴和雜環(huán)為母體，其化學穩(wěn)定性強，具有致畸、致癌、致突變等危害；直接危害人類健康，還嚴重破壞水體、土壤及生態(tài)環(huán)境，造成難以估量的后果。 我國每年排放的粉煤灰，只有少部分達到了綜合利用，大部分粉

3、煤灰被閑置著，既占用大面積的土地，又嚴重污染環(huán)境，破壞生態(tài)平衡。所以，開展對粉煤灰的綜合利用，變廢為寶，已經(jīng)成為我國以及全球環(huán)保和經(jīng)濟共同關注的問題。因為粉煤灰具有比表面積大，多孔等特點，對染料大分子具有一定的吸附能力，并且價格低廉，來源廣泛，因而在處理染料廢水方面有較大的潛力。 但是未經(jīng)改性的粉煤灰對染料廢水的脫色能力有限，通過不同方法對粉煤灰進行改性，可大大改善粉煤灰的物理和化學吸附性能，提高其對染料廢水的處理效果。目前采用較多的粉煤灰的改性方法有：酸改性、堿改性、鹽改性、表面活性劑改性、混合改性等。改性后的粉煤灰一方面由于吸附能力大大增強，可代替活性炭等專用吸附劑，處理廢水、廢氣等里的有

4、害物質(zhì)。 作為吸附劑的改性粉煤灰在處理廢水中的有害物質(zhì)方面有較好的應用效果。以其處理廢水，可去除廢水中重金屬離子、鹽類、所含油分、復雜化合物等。用酸改性處理的粉煤灰，可起到部分絮凝作用，顯著增強粉煤灰對染料的吸附能力，增大飽和吸附量，脫色率達96%以上。用石灰改性能破壞粉煤灰所具有的致密的玻璃態(tài)結(jié)構(gòu)和表面保護膜層，使其內(nèi)部可溶性a12o3 、sio2 的活性被釋放出來，從而大大提高了粉煤灰的吸附能力，脫色率可達99.4%。研究目的和意義： 自20世紀以來印染行業(yè)發(fā)展迅速，染料廢水是難處理的工業(yè)廢水之一，直接危害人類健康，還嚴重破壞水體、土壤及生態(tài)環(huán)境。我國每年排放的粉煤灰，只有少部分達到了綜合

5、利用，大部分粉煤灰被閑置著，并且嚴重污染環(huán)境，破壞生態(tài)平衡。所以，開展對粉煤灰的綜合利用，變廢為寶，是很有價值的。粉煤灰具有比表面積大，多孔等特點，對染料大分子具有一定的吸附能力，并且價格低廉，來源廣泛，因而在處理染料廢水方面有較大的潛力。改性后的粉煤灰吸附能力更是顯著提高了，對環(huán)境，對電廠，對社會都具有十分重要的意義。 本課題采用酸性金黃染料制備模擬的染料廢水，采用表面活性劑hdtma（十六烷基三甲基溴化銨）對粉煤灰進行改性，確定使粉煤灰改性的最佳表面活性劑濃度，然后考慮不同的粉煤灰用量、吸附時間、廢水ph值等因子對吸附效果的影響。研究內(nèi)容（內(nèi)容、結(jié)構(gòu)框架以及重點、難點）：本實驗采用hdtm

6、a改性粉煤灰對酸性金黃染料廢水脫色效果的研究。本實驗研究改性粉煤灰投加量、廢水ph值及反應時間等三個因素下對酸性金黃染料廢水的脫色效果，并確定各因素的最佳反應條件。研究重點、難點：1、確定制備改性粉煤灰時hdtma的投加量；2、分析各個因素對酸性金黃染料廢水脫色效率影響的原因。研究方法、手段：1、實驗材料的預處理 （1）改性粉煤灰的制配：稱取0.002mol hdtma粉末（即0.728g）放入250ml錐形瓶中，再稱取50g粉煤灰放入上述錐形瓶。加入100ml蒸餾水，用磁力攪拌機攪拌2h，用抽濾機過濾，烘干，制得改性粉煤灰。 （2）酸性金黃染料廢水的制配：稱取0.2g酸性金黃染料粉末，將其放

7、入1l燒杯中，加入蒸餾水至刻度線，用玻璃棒攪拌均勻。2、粉煤灰改性效果對比： 稱取0.5g粉煤灰和改性粉煤灰各一份分別放入250ml錐形瓶中，加入50ml濃度為0.2g/l的酸性金黃染料廢水。用振蕩器振蕩30min，濾膜過濾后，用分光光度計在498nm處測吸光度a，計算其脫色率。3、單因素實驗 （1）改性粉煤灰最佳投加量的確定：分別稱取不同質(zhì)量的改性粉煤灰0.10g、0.15g、0.20g、0.25g、0.30g、0.35g、0.40g、0.50g于八只250ml錐形瓶中，都加入50ml酸性金黃染料廢水，振蕩20min后，用濾膜過濾后在498nm處測吸光度a，計算其脫色率，選擇最佳的改性粉煤灰

8、用量。 （2）最佳反應時間的確定：向八只錐形瓶中各放入0.4g改性粉煤灰，再加入50ml酸性金黃染料廢水，分別振蕩不同的時間5min、10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min。用濾膜過濾后在498nm處測吸光度a，計算其脫色率，選擇最佳反應時間。 （3）最佳ph的確定分別在6個250ml錐形瓶中加入50ml酸性金黃染料廢水，用0.1 mol/l的hcl溶液和0.1 mol/l的naoh溶液調(diào)節(jié)ph值為2.0、4.0、6.0、8.0、10.0、12.0，分別加入0.4g的改性粉煤灰，振蕩15min后，用濾膜過濾后在498nm處測吸光度a，計算其脫色率，選

9、擇最佳的廢水ph值。研究進度：2012年3月 查閱文獻，選題，寫實驗設計方案；2012年3月-4 月撰寫開題報告；2012年4月12日-27日 實驗材料及藥品準備等前期工作；2012年5月-6月 實驗材料的預處理，染料廢水的種類及濃度的確定；2012年6月23日-25日 改性粉煤灰的制配 ；2012年6月26日-7月 hdtma改性粉煤灰吸附酸性金黃染料廢水實驗研究； 2012年9月-12月 文獻綜述的撰寫；2013年1月-3月 實驗論文的撰寫；2013年5月11日 論文答辯。文獻綜述（包括：國內(nèi)外研究理論、研究方法、進展情況、存在問題、參考依據(jù)等）粉煤灰的概述1.1 粉煤灰形成及結(jié)構(gòu)粉煤灰，

10、是煤粉經(jīng)高溫燃燒后形成的一種類似火山灰質(zhì)的混合材，其來源主要是以煤為燃料的火力發(fā)電廠排出的固體廢棄物。煤粉在燃燒過程中，隨煙氣從鍋爐尾部排出，在引風機將煙氣排入大氣之前，經(jīng)過除塵器，被分離、收集的細小的球形顆粒即為粉煤灰，簡稱飛灰1。粉煤灰的主要化學組成是si和al的氧化物，即sio2和al2o3二者之和的比重一般大于3/5，除此之外，還包括部分fe203、cao、mgo、na20、k20、s03 和未燃盡碳等2。粉煤灰活性程度主要取決于其中的氧化鋁、二氧化硅和氧化鈣的含量，含量越高，其活性就越高，也就意味著粉煤灰的品質(zhì)也越好；鋁硅玻璃體(氧化硅與氧化鋁)也是粉煤灰的主要成分，也是決定粉煤灰活

11、性的重要因素之一。粉煤灰作為一種電力工業(yè)固體廢棄物，具有不可稀釋性、呆滯性和長期潛在性等固廢的通性，所以也具有一定的危害性：(1)侵占大量土地，(2)污染水體，(3)破壞土質(zhì)、污染土壤，(4)污染空氣，(5)放射性危害3。1.2粉煤灰的綜合利用 國外早在19世紀20年代就開始了粉煤灰綜合利用的工作。目前在一些工業(yè)發(fā)達國家中，都把粉煤灰再利用作為一項國策，利用粉煤灰生產(chǎn)建材已逐步形成產(chǎn)業(yè)化。日本、法國、德國和英國在粉煤灰資源化利用方面比較突出， 其應用范圍比較廣泛且利用程度也較髙，利用率分別為：100%、75%、65%和462%，如法國生產(chǎn)的粉煤灰水泥已占其水泥總量的60以上。除了對現(xiàn)有的利用途

12、徑深入研究外，還力圖開發(fā)一些新途徑，以進一步提高粉煤灰利用率。世界各國對粉煤灰的應用有主要有五大類，二十多個領域，分別為：建筑材料生產(chǎn)、建筑工程應用、填充土利用、農(nóng)業(yè)及漁業(yè)領域以及生產(chǎn)4。 我國對粉煤灰的利用研究，早在20世紀50年代就已開始，主要體現(xiàn)于建筑行業(yè)。其利用率一般在30%至40%之間，而且存在明顯的地區(qū)差異，東部地區(qū)利用率較高，而西部地區(qū)利用率呈現(xiàn)明顯較低現(xiàn)象。從60年代開始，墻體材料成為粉煤灰利用的重點；20世紀70年代，國家為建材工業(yè)利用粉煤灰投入了大量的資金；80年代至今，資源綜合利用成為國家經(jīng)濟建設的一項重大經(jīng)濟技術政策，粉煤灰的綜合利用得到了蓬勃的發(fā)展5。例如，三峽工程預

13、計用粉煤灰量達1338萬噸，在修建滬寧、京深及京冀等高等級公路時也大量使用了粉煤灰。1.3粉煤灰的改性雖然粉煤灰在直接利用上達到了較好的效果，但是畢竟粉煤灰原灰的比表面積非常有限，致使粉煤灰的吸附容量非常有限。因此近年來人們開始重視粉煤灰的改性方法并且以此為研究重點6，依據(jù)粉煤灰的特點，對粉煤灰的改性主要分為物理改性和化學改性兩種方法。粉煤灰含有大量不規(guī)則的孔，對粉煤灰進行物理改性，就是盡可能使所有的孔均改造成開放性孔穴，使粉煤灰顆粒表面呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)，增加其比表面積。粉煤灰富含a1203和fe203化學改性就是將a1203和fe203溶出，發(fā)揮絮凝的特性，使其兼具吸附和絮凝的雙重功能，使得粉煤

14、灰的作用功效有了一定程度的改善。目前采用較多的粉煤灰的改性方法有酸改性、堿改性、鹽改性、表面活性劑改性、混合改性7。不同改性方法對粉煤灰的改性效果不同，應用領域也不同。改性后的粉煤灰，不論是對廢水的處理，還是在水溶液中的分散性以及作為填料，均能得到較為理想的效果。隨著粉煤灰改性研究的不斷深入，對粉煤灰改性的技術也將不斷發(fā)展。2 染料廢水的概述2.1染料廢水的來源染料廢水主要來源于染料及染料中間體生產(chǎn)行業(yè)，由各種產(chǎn)品和中間體結(jié)晶的母液、生產(chǎn)過程中流失的物料及沖刷地面的污水等組成。印染加工的四個工序都要排出廢水，預處理階段(包括燒毛、退漿、煮煉、漂白、絲光等工序)要排出退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水

15、和絲光廢水，染色工序排出染色廢水，印花工序排出印花廢水和皂液廢水，整理工序則排出整理廢水。染料廢水是以上各類廢水的混合廢水，或除漂白廢水以外的綜合廢水。據(jù)統(tǒng)計合成染料在生產(chǎn)和處理過程中，有12%以廢水形式排出8。2.2染料廢水的危害 染料廢水是較為難處理的工業(yè)廢水之一，具有水質(zhì)變化大、色度深和有機污染物含量高的特點。廢水中殘存的染料組分，即使?jié)舛群艿停湃胨w也會造成水體透光率和水體中氣體溶解度的降低，會影響水中各種生物的生長，從而破壞水體純度和水生生物的食物鏈，最終將導致水體生態(tài)系統(tǒng)的破壞。我國是染料生產(chǎn)大國，染料產(chǎn)量占世界的60%左右，能生產(chǎn)十一大類550多個品種的染料，染料的產(chǎn)量和貿(mào)易量

16、都居世界第一位。然而，在染料生產(chǎn)過程中。每生產(chǎn)l噸染料，將有2%的產(chǎn)品隨廢水流失。而在印染過程中損失更大，為所用染料的10%左右9。這不僅造成了極大的經(jīng)濟損失。也給環(huán)境帶來了嚴重的污染。因此，印染工業(yè)廢水的脫色治理問題，已成為當今國內(nèi)外環(huán)境工程界急需解決的一大難題10。2.3染料廢水的處理 近幾十年來，國內(nèi)外對染料廢水的相關的基礎理論及處理工藝進行了大量研究，并取得了一些進展。雖然染料廢水的處理方法很多，但普遍存在處理效果差、工藝流程復雜成本高等缺點。染料廢水的處理方法大致可分為物理法、化學法、生物法三大類以及一些優(yōu)化組合工藝等11。物理法包括膜分離法、高能物理法、磁分離法、和吸附法?；瘜W法包

17、括臭氧氧化法、光氧化法、混凝法、電化學法。生物法包括厭氧法、好氧法、厭氧好氧結(jié)合法。 但由于印染廢水成分復雜，單一處理方法往往不能達到理想的處理效果，在實際應用中大多采用幾種方法的組合來完成對印染廢水的徹底處理。在我國已投產(chǎn)的染料生產(chǎn)廢水處理方法中，生物化學法因為處理費用較低而被廣泛作為二級處理技術。但目前常用的生物化學法c0d去除率和脫色效果都不夠理想，出水cod和色度往往不能達到國家排放標準12。3 粉煤灰在處理染料廢水上的應用 因為粉煤灰具有比表面積大，多孔等特點，對染料大分子具有一定的吸附能力，并且價格低廉，來源廣泛，因而在處理染料廢水方面有較大的潛力，目前，用粉煤灰處理染料廢水的研究

18、也在不斷發(fā)展。但是，未經(jīng)改性的粉煤灰對染料廢水的脫色能力有限，通過不同方法對粉煤灰進行改性，可大大改善粉煤灰的物理和化學吸附性能，提高其對染料廢水的處理效果。用酸改性處理的粉煤灰13，可起到部分絮凝作用，顯著增強粉煤灰對染料的吸附能力，增大飽和吸附量，脫色率達96%以上。良好改性后的粉煤灰，可去除染料廢水中重金屬離子、鹽類、所含油分、復雜化合物等，達到較好的應用效果。參考文獻：1 王福元，吳正嚴粉煤灰利用手冊m北京：中國電力出版社，19972 江懷，楊茜，胡繼鴻粉煤灰綜合利用新發(fā)展j山東建材，2004，25(4)：51-533 金嵐環(huán)境生態(tài)學m北京：高等教育出版社，1992，2424 王福元，

19、吳正嚴粉煤灰利用手冊m北京：中國電力出版社，20045 張金山，劉燁，王林敏我國粉煤灰綜合利用現(xiàn)狀j西部探礦工程，2008，(9)：2152166 相會強，楊宏，鞏有奎，等改性粉煤灰去除磷酸鹽的試驗研究及機理分析j環(huán)境科學與技術，2005，28(5)：18-207 石建穩(wěn)，陳少華，王淑梅，等粉煤灰改性及其在水處理中的應用進展j化工進展，27(3)：648 戴日成，曹建舞印染廢水水質(zhì)特征及處理技術綜述m給水排水，2000，6(10)：65-679 胥維昌染料行業(yè)廢水處理現(xiàn)狀和展望j染料工業(yè)，2002，39(61)：35-3910 姜應和印染廢水的脫色處理方法j環(huán)境科學與技術，1998，(3)：3

20、6-3811 李家珍染色工業(yè)廢水處理m北京：化學工業(yè)出版社，199712 戴日成印染廢水水質(zhì)特征及處理技術概述j給水排水，2000，26(10)：3513 安占濤，何善嬡粉煤灰基高效絮凝劑的制備及其處理印染廢水的試驗研究j冶金叢刊，2005，32(6)：l2-14指導教師意見：簽字： 年 月 日系審查意見：簽字： 年 月 日備注：我的大學愛情觀目錄：1、 大學概念2、 分析愛情健康觀3、 愛情觀要三思4、 大學需要對愛情要認識和理解5、 總結(jié)1、什么是大學愛情：大學是一個相對寬松，時間自由，自己支配的環(huán)境，也正因為這樣，培植愛情之花最肥沃的土地。大學生戀愛一直是大學校園的熱門話題，戀愛和學業(yè)也

21、就自然成為了大學生在校期間面對的兩個主要問題。戀愛關系處理得好、正確，健康，可以成為學習和事業(yè)的催化劑，使人學習努力、成績上升；戀愛關系處理的不當，不健康，可能分散精力、浪費時間、情緒波動、成績下降。因此，大學生的戀愛觀必須樹立在健康之上，并且樹立正確的戀愛觀是十分有必要的。因此我從下面幾方面談談自己的對大學愛情觀。2、什么是健康的愛情：1) 尊重對方，不顯示對愛情的占有欲，不把愛情放第一位，不癡情過分；2) 理解對方，互相關心，互相支持，互相鼓勵，并以對方的幸福為自己的滿足; 3) 是彼此獨立的前提下結(jié)合；3、什么是不健康的愛情：1)盲目的約會，忽視了學業(yè);2)過于癡情，一味地要求對方表露愛

22、的情懷，這種愛情常有病態(tài)的夸張;3)缺乏體貼憐愛之心，只表現(xiàn)自己強烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大學生處理兩人的在愛情觀需要三思：1. 不影響學習：大學戀愛可以說是一種必要的經(jīng)歷，學習是大學的基本和主要任務，這兩者之間有錯綜復雜的關系，有的學生因為愛情，過分的忽視了學習，把感情放在第一位；學習的時候就認真的去學，不要去想愛情中的事，談戀愛的時候用心去談，也可以交流下學習，互相鼓勵，共同進步。2. 有足夠的精力：大學生活，說忙也會很忙，但說輕松也是相對會輕松的！大學生戀愛必須合理安排自身的精力，忙于學習的同時不能因為感情的事情分心，不能在學習期間，放棄學習而去談感情，把握合理的精力，分配

23、好學習和感情。3、 有合理的時間；大學時間可以分為學習和生活時間，合理把握好學習時間和生活時間的“度”很重要；學習的時候，不能分配學習時間去安排兩人的在一起的事情，應該以學習為第一；生活時間，兩人可以相互談談戀愛，用心去談，也可以交流下學習，互相鼓勵，共同進步。5、大學生對愛情需要認識與理解，主要涉及到以下幾個方面：（1） 明確學生的主要任務“放棄時間的人，時間也會放棄他?！贝髮W時代是吸納知識、增長才干的時期。作為當代大學生，要認識到現(xiàn)在的任務是學習學習做人、學習知識、學習為人民服務的本領。在校大學生要集中精力，投入到學習和社會實踐中，而不是因把過多的精力、時間用于談情說愛浪費寶貴的青春年華。因此，明確自己的目標，規(guī)劃自己的學習道路，合理分配好學習和戀愛的地位。（2） 樹林正確的戀愛觀提倡志同道合、有默契、相互喜歡的愛情：在戀人的選擇上最重要的條件應該是志同道合，思想品德、事業(yè)理想和生活情趣等大體一致。擺正愛情與學習、事業(yè)的關系：大學生應該把學習、事業(yè)放在首位，擺正愛情與學習、事業(yè)的關系，不能把寶貴的大學時間，鍛煉自身的時間都用于談情說有愛而放松了學習。 相互理解、相互信任，是一份責任和奉獻。愛情是奉獻而不時索取，是擁有而不是占有。