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随着水体污染的日益加重和环保执法力度的加大,难生化降解、色度深的高浓度有机废水的治理的任务也日趋紧迫,难度也越来越大。本文成功地合成了价格低廉、合成简便、吸附性能高的超细材料MnO2,并在其物理化学特性研究的基础上,首次提出并采用新生态MnO2作吸附剂处理高浓度有机废水,并系统地研究了废水中溶解态有机物的去除率和脱色率。 论文的主要研究内容包括: (1)CODcr测试方法的建立 通过实验研究出了可与美国Hach公司及德国Aqualytic公司COD测定仪相配套的消解试剂,并考察了影响因素。 (2)新生态MnO2的合成与表征 以MnSO4和KMnO4为原料,采用还原法合成了新生态MnO2。通过XRD、TEM、IR、BET等技术的表征证实,所合成的MnO2为δ-MnO2、颗粒为准球形、平均粒径约250nm,属超细微粒的范围,比表面积达94.18m2/g,颗粒表面具有发达的羟基结构。 (3)新生态MnO2对高浓度有机废水处理效果及吸附剂再生作用的研究 以碱法麦草制浆造纸黑液和河北省某印染厂废水为例,系统研究了新生态MnO2对有机废水的有机物去除率和脱色率。结果表明,新生态MnO2作为一种新型的吸附剂,不但对有机废水的CODcr和色度去除效果显著,而且与其它吸附剂相比,具有操作简便、吸附速度快、投加量小、吸附容量高的特点,大大缩短了处理周期,降低了处理成本。处理过程中,吸附时间、MnO2的投加量、有机废水浓度、温度、吸附前体 系的pH值均有不同程度的影响,但吸附前体系的pH值是影响处理效果 的最主要因素,酸性介质对吸附剂极为有利。实验结果还表明,对所研 究的两种高浓度有机废水的适宜处理条件为:PH叫.3叫.5,平衡时间为 60min,Mnoz投加量为 0.sg/L。该条件下,对造纸黑液的 CODcr去除率为。61.4%,脱色率为gi.3%。对印染废水,pH叫.5-2.5 严衡时间为30min, MnO。投加量为0.sg/L。该条件下CODcr去除率为53.7%,脱色率为 78.l%。 为进一步为未来的工业应用提供依据,以处理巡纸黑液后的MnO。 为例,初步研究了吸附剂的再生。用ZnCI。将吸附的木质素有机质活化 制成活性炭,井将再生吸附剂重新应用于废水处理,COD。r去除率为 53.7%,脱色率为94.9%,相当或优于新生态Mnoz的处理效果。 N)新生态 Mnoz对高浓度有机废水作用机理探讨 根据新生态Mnoz对含有不同活性基团的模型化合物的吸附作用和 上述实验结汉,及利用多种现代分析手段,探讨了新生态 MnO。对高浓 度有机废水的作用机理。认为,新生态MnO。对有机废水的处理效果是 丛于界面吸附作用,即在酸性条件下,新生MnO。可能与有机化合物中 的供电子基团一酚羟基、氨基等形成了表面络合物,从而将有机物从水 溶液中除去。 本论文的研究不仅为吸附技术的应用提供了一种新型吸附剂,同时 也为高浓度有机废水的治理技术提供了新的理论和实践依据。这些对环 境治理技术的发展和充善具有重要意义。