廢麥糟生物吸附劑深度凈化水體中砷、鎘的機理及應(yīng)用

前言

過去的100年間，隨著人類活動范圍和強度的增加，人類對重金屬的開采、冶煉、加工及商品制造也日益增多，由此排放的廢水量也大幅度增加。從2006年全國環(huán)境統(tǒng)計公報的數(shù)據(jù)來看，全國廢水排放總量5728億噸，比2005年增加92%，其中工業(yè)廢水排放量2652億噸，占廢水排放總量的463%，比2005年增加102%。而這些工業(yè)企業(yè)排放的廢水中可能含有對地下水和地表水造成污染的重金屬污染物（包括砷、鎘、鉛、汞、鉻等），這些重金屬污染物進入水生生態(tài)系統(tǒng)后不能被生物降解，不僅會在環(huán)境中駐留數(shù)百年甚至更久，而且可能通過食物鏈轉(zhuǎn)移到生物和人體內(nèi)，通過一段時間的積累，生物和人體內(nèi)這些元素含量也大幅度增加。當其含量超過生物和人體所能忍受的臨界值時，生物和人體某些組織和系統(tǒng)就產(chǎn)生病變，如泰國東南部的皮膚癌；中國臺灣省的黑腳?。ɑ蚝谧悴。琤lackfoot disease）；由于吸入Cr6+化合物到血液中奪取部分O2，使血紅蛋白變成高鐵血紅蛋白，紅細胞攜氣機能障礙，發(fā)生內(nèi)息，以及其他一些疾病。 本書選用砷和鎘兩種金屬作為研究對象，主要是基于以下幾個方面考慮。 （１）砷、鎘廣泛地分布并共存于自然界，是水環(huán)境中常見的化學(xué)毒物，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)中廣泛應(yīng)用而易造成環(huán)境污染。除了工業(yè)性造成的砷污染外，地球化學(xué)分布的不均衡性，在一些地區(qū)地下水中的砷含量非常高，人通過飲水后健康受到嚴重影響。我國大陸自1976年以來，已在多個省、自治區(qū)發(fā)現(xiàn)砷中毒病區(qū)，僅在新疆、內(nèi)蒙古、貴州、山西等受威脅人口就達200萬，查出地方性砷中毒病人17000余人。而中國臺灣省在２０世紀６０年代就有砷中毒的報道（病區(qū)人口15萬）。我國砷、鎘污染情況較重且區(qū)域廣，其中許多區(qū)域為砷、鎘污染共存。 （２）為了順應(yīng)我國于2007年7月1日起在全國范圍實施的新的《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749—2005)，即將飲用水砷標準從0050mg/L降低到0010mg/L，而鎘的標準為0005mg/L。 （３）砷、鎘的工業(yè)應(yīng)用以及對環(huán)境的潛在危害。英國劍橋大學(xué)的雷文斯克羅夫特于2007年在倫敦舉行的英國皇家地理學(xué)會年會上報告說，目前至少70個國家的水源存在砷污染問題，其中一半以上在南亞和東亞地區(qū)。全球至少137億人的飲用水源含砷量過高，這可能增加人們的患癌風(fēng)險。

內(nèi)容概要

　　《廢麥糟生物吸附劑深度凈化水體中砷、鎘的機理及應(yīng)用》內(nèi)容簡介：基于生物吸附法快速、經(jīng)濟、不可逆、環(huán)境友好等特性以及廢麥糟量大易得的特點，同時為了順應(yīng)我國于2007年7月1日起在全國范圍實施的新的《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749—2005）著寫此書。《廢麥糟生物吸附劑深度凈化水體中砷、鎘的機理及應(yīng)用》選擇廢麥糟作為生物吸附劑的原料，以工業(yè)廢水中具有代表性的陰離子砷（Ⅲ，Ⅴ）及陽離子鎘（Ⅱ）為處理對象，提出了“廢麥糟生物吸附劑深度凈化水體中砷、鎘”新思路，系統(tǒng)研究了生物吸附劑處理工藝參數(shù)及凈化機理；突破了傳統(tǒng)工藝處理過程需將Ａｓ（Ⅲ）氧化成Ａｓ（Ⅴ）再進行處理的技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)了高效凈化脫除水中砷、鎘離子的目標，對廢（污）水的吸附處理技術(shù)理論研究和技術(shù)應(yīng)用具有較強的推動作用。 　　《廢麥糟生物吸附劑深度凈化水體中砷、鎘的機理及應(yīng)用》可供環(huán)境工程、市政工程等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員、科研人員和管理人員參考，也可供高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)師生參閱。

書籍目錄

第１章緒論1 1 1砷、鎘在水體中的污染現(xiàn)狀1 1 1 1水體中砷的來源1 1 1 2水體中砷的毒害性2 1 1 3砷在水體中的污染現(xiàn)狀3 1 1 4水體中鎘的來源及其毒害性4 1 1 5鎘在水體中的污染現(xiàn)狀5 1 2水體中砷、鎘污染的治理現(xiàn)狀6 1 2 1化學(xué)沉淀法6 1 2 2離子交換法9 1 2 3膜分離法9 1 2 4電解法10 1 2 5氧化法10 1 2 6吸附法11 1 2 7活體生物法12 1 3砷、鎘污染治理的發(fā)展趨勢13 1 4廢麥糟的利用14 1 4 1廢麥糟在飼料行業(yè)的利用14 1 4 2廢麥糟在食品行業(yè)的利用15 1 4 3廢水中污染物的吸附劑16 1 5本書研究內(nèi)容與基本框架17 1 5 1研究目的及意義17 1 5 2內(nèi)容和基本框架18 第２章理論基礎(chǔ)20 2 1吸附的基本概念20 2 2液相吸附的基本理論21 2 2 1吸附基本原理及分類21 2 2 2吸附平衡、平衡吸附量與吸附等溫線23 2 2 3吸附模型及其發(fā)展24 2 3活性炭吸附28 2 3 1活性炭定義28 2 3 2活性炭的基本結(jié)構(gòu)、孔結(jié)構(gòu)及表面化學(xué)結(jié)構(gòu)28 2 3 3活性炭的性質(zhì)32 2 4生物吸附34 2 4 1活體生物吸附劑34 2 4 2廢生物吸附材料38 2 4 3吸附機理研究39 2 5生物吸附的主要影響因素43 第3章廢麥糟生物吸附劑的結(jié)構(gòu)表征46 3 1廢麥糟的形貌表征46 3 2廢麥糟表面的普通物理化學(xué)特性47 3 3廢麥糟的電荷表征及其酸堿特性47 3 4元素分析(ICP)49 3 5纖維素、半纖維素以及木質(zhì)素的含量測定50 3 6能譜分析50 3 7紅外光譜分析51 3 8小結(jié)52 第4章廢麥糟生物吸附劑深度凈化砷的行為研究54 4 1水體中砷的形態(tài)分布54 4 2廢麥糟生物吸附劑深度凈化砷的主要影響因素59 4 2 1改性劑59 4 2 2酸堿度60 4 2 3廢麥糟粒度及投加量61 4 2 4溶液初始濃度及反應(yīng)溫度63 4 3廢麥糟液相吸附砷的行為剖析64 4 3 1吸附模型的建立64 4 3 2吸附熱力學(xué)行為66 4 4廢麥糟深度凈化砷的機理研究69 4 4 1傅立葉紅外變換光譜 (FTIR) 70 4 4 2物相分析72 4 4 3能譜及電鏡分析75 4 5小結(jié)76 第5章廢麥糟生物吸附劑深度凈化鎘的行為研究78 5 1水體中鎘的形態(tài)分布78 5 1 1pH值對Cd(Ⅱ) 離子羥基配位平衡的影響78 5 1 2pH值對Cd(Ⅱ)離子形成羥合配離子形態(tài)的影響80 5 2廢麥糟生物吸附劑深度凈化鎘的主要影響因素82 5 2 1改性劑82 5 2 2pH值83 5 2 3廢麥糟生物吸附劑粒度及投加量84 5 2 4溶液初始濃度及反應(yīng)溫度85 5 3廢麥糟深度凈化鎘的行為剖析86 5 3 1吸附模型的建立86 5 3 2吸附熱力學(xué)行為88 5 4廢麥糟深度凈化鎘的機理研究89 5 4 1表面配合作用89 5 4 2氫氧化物沉淀作用93 5 5小結(jié)94 第6章廢麥糟生物吸附劑深度凈化砷、鎘的動力學(xué)研究96 6 1控制步驟性質(zhì)的確定97 6 1 1表觀吸附動力學(xué)97 6 1 2微觀吸附動力學(xué)97 6 1 3吸附速率100 6 1 4吸附動力學(xué)模型101 6 1 5反應(yīng)時間對廢麥糟凈化性能的影響104 6 1 6吸附動力學(xué)行為105 6 2廢麥糟生物吸附劑的動態(tài)吸附性能112 6 2 1穿透曲線的測定112 6 2 2廢麥糟凈化效果與流速的關(guān)系113 6 2 3廢麥糟凈化效果與初始濃度的關(guān)系115 6 2 4廢麥糟凈化效果與吸附床高度的關(guān)系115 6 3動態(tài)吸附穿透曲線的數(shù)學(xué)模擬117 6 3 1吸附模型的建立118 6 3 2模型方程的數(shù)值求解119 6 3 3穿透曲線模擬結(jié)果與分析121 6 4小結(jié)124 第7章廢麥糟生物吸附劑的砷、鎘解吸及其循環(huán)利用126 7 1砷、鎘在廢麥糟上的解吸特征研究126 7 1 1解吸劑及其濃度對解吸率的影響126 7 1 2反應(yīng)溫度對解吸率的影響128 7 2廢麥糟生物吸附劑的再生及循環(huán)利用129 7 2 1廢麥糟生物吸附劑的靜態(tài)吸附、解吸和再生129 7 2 2廢麥糟柱動態(tài)解吸、再生及其循環(huán)利用130 7 3小結(jié)131 第8章廢麥糟生物吸附劑處理砷、鎘實際廢水的工藝132 8 1其他陰、陽離子的影響132 8 1 1離子強度的影響132 8 1 2其他共存陰離子的影響134 8 1 3其他共存陽離子的影響136 8 2砷、鎘離子共存的行為138 8 3砷、鎘實際冶煉廢水處理研究140 8 3 1廢水水質(zhì)140 8 3 2試驗用試劑141 8 3 3試驗儀器和設(shè)備141 8 3 4試驗方法及元素分析方法142 8 3 5靜態(tài)吸附性能實驗142 8 3 6廢麥糟的動態(tài)吸附性能144 8 4毒性特征浸取試驗146 8 5小結(jié)147 參考文獻148

編輯推薦

陳云嫩編著的《廢麥糟生物吸附劑深度凈化水體中砷、鎘的機理及應(yīng)用》總結(jié)了多年來所做的研究工作，希望該書能對廢（污）水的吸附處理技術(shù)理論研究和技術(shù)應(yīng)用起到一定的推動作用。可供環(huán)境工程、市政工程等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員、科研人員和管理人員參考，也可供高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)師生參閱。

圖書封面

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