以地沟油为原料的液体吸附剂制备及其对含铜废水的处理研究

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地沟汕是对废弃油脂的泛指,其主要成分为高级脂肪酸甘油酯,可分解为高级脂肪酸和甘油,再经深加工处理可制得日化、生物柴汕等产品。但因其深加工工艺往往需要高温高压,成本较高。若直接排放一方面会造成环境污染,另一方面可能会被不法分子收集提炼国用到食用油中,危害人身健康安全。本文设计了一种以地沟油为原料制备液体吸附剂的新方法。采用正交实验研究了加碱量、温度、时间、pH值对所制吸附剂吸附效果的影响,确定了最佳制备工艺:30mL净化地沟油70℃下加入溶解12gNaOH的30mL碱液皂化反应1.5小时,稀硫酸酸析调节PH至3.0,再冲洗到中性,取产物20mL加入125mol·L-1的烧碱溶液4mL,70℃下搅拌改性10分钟。经优化的“净化-水解-改性”三步简化工艺,可制得与商品级油酸吸附效果相若的液体吸附剂。研究了地沟油吸附剂对含铜废水的处理效果,对于可直接吸附的简单铜离子废水,通过对地沟油吸附剂、油酸改性吸附剂、陈化油酸吸附剂的对比试验,结合红外光谱、核磁、质谱分析等表征手段,探讨了吸附机理。结果表明:油酸经过浓碱部分改性后生产少量油酸钠包附于吸附剂中,提高了吸附剂离子交换能力;油酸经过陈化后部分-C=C-双键被氧化成碳基生成酮,同时分子之间形成二聚体,使得分子内和分子间的氢键作用加强,提升吸附性能。以地沟油为原料制取吸附剂的主要成分跟油酸接近,具有相似吸附性能。针对吸附剂难以直接吸附处理铜氨络合废水,本文设计了一种地沟油吸附剂协同电解处理铜氨络合废水的新方法。在电解法处理模拟铜氨络合废水基础上,探索了吸附-电解协同处理技术。以模拟铜氨络合废水为电解液,将地沟油酸吸附剂涂覆在不锈钢阴极表面,阳极为石墨电极。采用正交试验方法探讨了吸附-电解协同处理的影响因素并确定最佳工艺条件。结果表明:在电流密度为0.01A·cm2时,吸附-电解协同处理铜氨络合废水15min,即可使铜离子去除率达到93%以上,其效果明显优于单独电解法。吸附-电解法协同处理铜氨废水实现了离子吸附与电解还原的协同作用。电场对铜离子的电泳作用加剧了吸附剂的吸附,吸附剂也提高了极板附近的铜离子局部浓度,提高电解效率,进而将吸附与电解的优势结合起来,可以降低电流密度和处理时间,提高去除率和电流效率。
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