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1、 毕业论文(设计)开题报告 题目名称：HDTMA改性粉煤灰吸附酸性金黄染料废水的研究 题目类别： 毕 业 论 文 系 别： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 辅导教师： 开题报告日期： 研究现状： 我国粉煤灰主要来自于燃煤电厂、冶炼、化工等行业排放的固体废物，每年的排放量超过500万吨。常见的粉煤灰中所包含的化学元素有SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、CaO、FeS。粉煤灰活性程度主要取决于其中的氧化铝、二氧化硅和氧化钙的含量，含量越高，其活性就越高，也就意味着粉煤灰的品质也越好；铝硅玻璃体(氧化硅与氧化铝)也是粉煤灰的主要成分，也是决定粉煤灰活性的重要因素之一。在
2、相同条件下，玻璃体含量越高，粉煤灰的活性就越好。 自20世纪以来印染行业发展迅速，染料废水是难处理的工业废水之一，近年来，我国每年工业污水排放量达190多亿吨，其中染料废水占35%。染料废水具有水质变化大、有机污染物含量高和色度深等特点，染料废水的处理方法已经引起人们高度的重视。并且大多数染料为有毒难降解的有机物，带有部分极性基团（SO3Na，OH，NH）和各类显色基团（如N=N，N=O等），其中多数是以芳烃和杂环为母体，其化学稳定性强，具有致畸、致癌、致突变等危害；直接危害人类健康，还严重破坏水体、土壤及生态环境，造成难以估量的后果。 我国每年排放的粉煤灰，只有少部分达到了综合利用，大部分粉
3、煤灰被闲置着，既占用大面积的土地，又严重污染环境，破坏生态平衡。所以，开展对粉煤灰的综合利用，变废为宝，已经成为我国以及全球环保和经济共同关注的问题。因为粉煤灰具有比表面积大，多孔等特点，对染料大分子具有一定的吸附能力，并且价格低廉，来源广泛，因而在处理染料废水方面有较大的潜力。 但是未经改性的粉煤灰对染料废水的脱色能力有限，通过不同方法对粉煤灰进行改性，可大大改善粉煤灰的物理和化学吸附性能，提高其对染料废水的处理效果。目前采用较多的粉煤灰的改性方法有：酸改性、碱改性、盐改性、表面活性剂改性、混合改性等。改性后的粉煤灰一方面由于吸附能力大大增强，可代替活性炭等专用吸附剂，处理废水、废气等里的有
4、害物质。 作为吸附剂的改性粉煤灰在处理废水中的有害物质方面有较好的应用效果。以其处理废水，可去除废水中重金属离子、盐类、所含油分、复杂化合物等。用酸改性处理的粉煤灰，可起到部分絮凝作用，显著增强粉煤灰对染料的吸附能力，增大饱和吸附量，脱色率达96%以上。用石灰改性能破坏粉煤灰所具有的致密的玻璃态结构和表面保护膜层，使其内部可溶性A12O3 、SiO2 的活性被释放出来，从而大大提高了粉煤灰的吸附能力，脱色率可达99.4%。研究目的和意义： 自20世纪以来印染行业发展迅速，染料废水是难处理的工业废水之一，直接危害人类健康，还严重破坏水体、土壤及生态环境。我国每年排放的粉煤灰，只有少部分达到了综合
5、利用，大部分粉煤灰被闲置着，并且严重污染环境，破坏生态平衡。所以，开展对粉煤灰的综合利用，变废为宝，是很有价值的。粉煤灰具有比表面积大，多孔等特点，对染料大分子具有一定的吸附能力，并且价格低廉，来源广泛，因而在处理染料废水方面有较大的潜力。改性后的粉煤灰吸附能力更是显著提高了，对环境，对电厂，对社会都具有十分重要的意义。 本课题采用酸性金黄染料制备模拟的染料废水，采用表面活性剂HDTMA（十六烷基三甲基溴化铵）对粉煤灰进行改性，确定使粉煤灰改性的最佳表面活性剂浓度，然后考虑不同的粉煤灰用量、吸附时间、废水pH值等因子对吸附效果的影响。研究内容（内容、结构框架以及重点、难点）：本实验采用HDTM
6、A改性粉煤灰对酸性金黄染料废水脱色效果的研究。本实验研究改性粉煤灰投加量、废水pH值及反应时间等三个因素下对酸性金黄染料废水的脱色效果，并确定各因素的最佳反应条件。研究重点、难点：1、确定制备改性粉煤灰时HDTMA的投加量；2、分析各个因素对酸性金黄染料废水脱色效率影响的原因。研究方法、手段：1、实验材料的预处理 （1）改性粉煤灰的制配：称取0.002mol HDTMA粉末（即0.728g）放入250mL锥形瓶中，再称取50g粉煤灰放入上述锥形瓶。加入100mL蒸馏水，用磁力搅拌机搅拌2h，用抽滤机过滤，烘干，制得改性粉煤灰。 （2）酸性金黄染料废水的制配：称取0.2g酸性金黄染料粉末，将其放
7、入1L烧杯中，加入蒸馏水至刻度线，用玻璃棒搅拌均匀。2、粉煤灰改性效果对比： 称取0.5g粉煤灰和改性粉煤灰各一份分别放入250mL锥形瓶中，加入50mL浓度为0.2g/L的酸性金黄染料废水。用振荡器振荡30min，滤膜过滤后，用分光光度计在498nm处测吸光度A，计算其脱色率。3、单因素实验 （1）改性粉煤灰最佳投加量的确定：分别称取不同质量的改性粉煤灰0.10g、0.15g、0.20g、0.25g、0.30g、0.35g、0.40g、0.50g于八只250mL锥形瓶中，都加入50mL酸性金黄染料废水，振荡20min后，用滤膜过滤后在498nm处测吸光度A，计算其脱色率，选择最佳的改性粉煤灰
8、用量。 （2）最佳反应时间的确定：向八只锥形瓶中各放入0.4g改性粉煤灰，再加入50mL酸性金黄染料废水，分别振荡不同的时间5min、10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min。用滤膜过滤后在498nm处测吸光度A，计算其脱色率，选择最佳反应时间。 （3）最佳pH的确定分别在6个250mL锥形瓶中加入50mL酸性金黄染料废水，用0.1 mol/L的HCl溶液和0.1 mol/L的NaOH溶液调节pH值为2.0、4.0、6.0、8.0、10.0、12.0，分别加入0.4g的改性粉煤灰，振荡15min后，用滤膜过滤后在498nm处测吸光度A，计算其脱色率，选
9、择最佳的废水pH值。研究进度：2012年3月 查阅文献，选题，写实验设计方案；2012年3月-4 月撰写开题报告；2012年4月12日-27日 实验材料及药品准备等前期工作；2012年5月-6月 实验材料的预处理，染料废水的种类及浓度的确定；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黄染料废水实验研究； 2012年9月-12月 文献综述的撰写；2013年1月-3月 实验论文的撰写；2013年5月11日 论文答辩。文献综述（包括：国内外研究理论、研究方法、进展情况、存在问题、参考依据等）粉煤灰的概述1.1 粉煤灰形成及结构粉煤灰，
10、是煤粉经高温燃烧后形成的一种类似火山灰质的混合材，其来源主要是以煤为燃料的火力发电厂排出的固体废弃物。煤粉在燃烧过程中，随烟气从锅炉尾部排出，在引风机将烟气排入大气之前，经过除尘器，被分离、收集的细小的球形颗粒即为粉煤灰，简称飞灰1。粉煤灰的主要化学组成是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，还包括部分Fe203、CaO、MgO、Na20、K20、S03 和未燃尽碳等2。粉煤灰活性程度主要取决于其中的氧化铝、二氧化硅和氧化钙的含量，含量越高，其活性就越高，也就意味着粉煤灰的品质也越好；铝硅玻璃体(氧化硅与氧化铝)也是粉煤灰的主要成分，也是决定粉煤灰活
11、性的重要因素之一。粉煤灰作为一种电力工业固体废弃物，具有不可稀释性、呆滞性和长期潜在性等固废的通性，所以也具有一定的危害性：(1)侵占大量土地，(2)污染水体，(3)破坏土质、污染土壤，(4)污染空气，(5)放射性危害3。1.2粉煤灰的综合利用 国外早在19世纪20年代就开始了粉煤灰综合利用的工作。目前在一些工业发达国家中，都把粉煤灰再利用作为一项国策，利用粉煤灰生产建材已逐步形成产业化。日本、法国、德国和英国在粉煤灰资源化利用方面比较突出， 其应用范围比较广泛且利用程度也较髙，利用率分别为：100%、75%、65%和462%，如法国生产的粉煤灰水泥已占其水泥总量的60以上。除了对现有的利用途
12、径深入研究外，还力图开发一些新途径，以进一步提高粉煤灰利用率。世界各国对粉煤灰的应用有主要有五大类，二十多个领域，分别为：建筑材料生产、建筑工程应用、填充土利用、农业及渔业领域以及生产4。 我国对粉煤灰的利用研究，早在20世纪50年代就已开始，主要体现于建筑行业。其利用率一般在30%至40%之间，而且存在明显的地区差异，东部地区利用率较高，而西部地区利用率呈现明显较低现象。从60年代开始，墙体材料成为粉煤灰利用的重点；20世纪70年代，国家为建材工业利用粉煤灰投入了大量的资金；80年代至今，资源综合利用成为国家经济建设的一项重大经济技术政策，粉煤灰的综合利用得到了蓬勃的发展5。例如，三峡工程预
13、计用粉煤灰量达1338万吨，在修建沪宁、京深及京冀等高等级公路时也大量使用了粉煤灰。1.3粉煤灰的改性虽然粉煤灰在直接利用上达到了较好的效果，但是毕竟粉煤灰原灰的比表面积非常有限，致使粉煤灰的吸附容量非常有限。因此近年来人们开始重视粉煤灰的改性方法并且以此为研究重点6，依据粉煤灰的特点，对粉煤灰的改性主要分为物理改性和化学改性两种方法。粉煤灰含有大量不规则的孔，对粉煤灰进行物理改性，就是尽可能使所有的孔均改造成开放性孔穴，使粉煤灰颗粒表面呈蜂窝状结构，增加其比表面积。粉煤灰富含A1203和Fe203化学改性就是将A1203和Fe203溶出，发挥絮凝的特性，使其兼具吸附和絮凝的双重功能，使得粉煤
14、灰的作用功效有了一定程度的改善。目前采用较多的粉煤灰的改性方法有酸改性、碱改性、盐改性、表面活性剂改性、混合改性7。不同改性方法对粉煤灰的改性效果不同，应用领域也不同。改性后的粉煤灰，不论是对废水的处理，还是在水溶液中的分散性以及作为填料，均能得到较为理想的效果。随着粉煤灰改性研究的不断深入，对粉煤灰改性的技术也将不断发展。2 染料废水的概述2.1染料废水的来源染料废水主要来源于染料及染料中间体生产行业，由各种产品和中间体结晶的母液、生产过程中流失的物料及冲刷地面的污水等组成。印染加工的四个工序都要排出废水，预处理阶段(包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序)要排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水
15、和丝光废水，染色工序排出染色废水，印花工序排出印花废水和皂液废水，整理工序则排出整理废水。染料废水是以上各类废水的混合废水，或除漂白废水以外的综合废水。据统计合成染料在生产和处理过程中，有12%以废水形式排出8。2.2染料废水的危害 染料废水是较为难处理的工业废水之一，具有水质变化大、色度深和有机污染物含量高的特点。废水中残存的染料组分，即使浓度很低，排入水体也会造成水体透光率和水体中气体溶解度的降低，会影响水中各种生物的生长，从而破坏水体纯度和水生生物的食物链，最终将导致水体生态系统的破坏。我国是染料生产大国，染料产量占世界的60%左右，能生产十一大类550多个品种的染料，染料的产量和贸易量
16、都居世界第一位。然而，在染料生产过程中。每生产l吨染料，将有2%的产品随废水流失。而在印染过程中损失更大，为所用染料的10%左右9。这不仅造成了极大的经济损失。也给环境带来了严重的污染。因此，印染工业废水的脱色治理问题，已成为当今国内外环境工程界急需解决的一大难题10。2.3染料废水的处理 近几十年来，国内外对染料废水的相关的基础理论及处理工艺进行了大量研究，并取得了一些进展。虽然染料废水的处理方法很多，但普遍存在处理效果差、工艺流程复杂成本高等缺点。染料废水的处理方法大致可分为物理法、化学法、生物法三大类以及一些优化组合工艺等11。物理法包括膜分离法、高能物理法、磁分离法、和吸附法。化学法包
17、括臭氧氧化法、光氧化法、混凝法、电化学法。生物法包括厌氧法、好氧法、厌氧好氧结合法。 但由于印染废水成分复杂，单一处理方法往往不能达到理想的处理效果，在实际应用中大多采用几种方法的组合来完成对印染废水的彻底处理。在我国已投产的染料生产废水处理方法中，生物化学法因为处理费用较低而被广泛作为二级处理技术。但目前常用的生物化学法C0D去除率和脱色效果都不够理想，出水COD和色度往往不能达到国家排放标准12。3 粉煤灰在处理染料废水上的应用 因为粉煤灰具有比表面积大，多孔等特点，对染料大分子具有一定的吸附能力，并且价格低廉，来源广泛，因而在处理染料废水方面有较大的潜力，目前，用粉煤灰处理染料废水的研究
18、也在不断发展。但是，未经改性的粉煤灰对染料废水的脱色能力有限，通过不同方法对粉煤灰进行改性，可大大改善粉煤灰的物理和化学吸附性能，提高其对染料废水的处理效果。用酸改性处理的粉煤灰13，可起到部分絮凝作用，显著增强粉煤灰对染料的吸附能力，增大饱和吸附量，脱色率达96%以上。良好改性后的粉煤灰，可去除染料废水中重金属离子、盐类、所含油分、复杂化合物等，达到较好的应用效果。参考文献：1 王福元，吴正严粉煤灰利用手册M北京：中国电力出版社，19972 江怀，杨茜，胡继鸿粉煤灰综合利用新发展J山东建材，2004，25(4)：51-533 金岚环境生态学M北京：高等教育出版社，1992，2424 王福元，
19、吴正严粉煤灰利用手册M北京：中国电力出版社，20045 张金山，刘烨，王林敏我国粉煤灰综合利用现状J西部探矿工程，2008，(9)：2152166 相会强，杨宏，巩有奎，等改性粉煤灰去除磷酸盐的试验研究及机理分析J环境科学与技术，2005，28(5)：18-207 石建稳，陈少华，王淑梅，等粉煤灰改性及其在水处理中的应用进展J化工进展，27(3)：648 戴日成，曹建舞印染废水水质特征及处理技术综述M给水排水，2000，6(10)：65-679 胥维昌染料行业废水处理现状和展望J染料工业，2002，39(61)：35-3910 姜应和印染废水的脱色处理方法J环境科学与技术，1998，(3)：3
20、6-3811 李家珍染色工业废水处理M北京：化学工业出版社，199712 戴日成印染废水水质特征及处理技术概述J给水排水，2000，26(10)：3513 安占涛，何善嫒粉煤灰基高效絮凝剂的制备及其处理印染废水的试验研究J冶金丛刊，2005，32(6)：l2-14指导教师意见：签字： 年 月 日系审查意见：签字： 年 月 日备注：我的大学爱情观目录：一、 大学概念二、 分析爱情健康观三、 爱情观要三思四、 大学需要对爱情要认识和理解五、 总结1、什么是大学爱情：大学是一个相对宽松，时间自由，自己支配的环境，也正因为这样，培植爱情之花最肥沃的土地。大学生恋爱一直是大学校园的热门话题，恋爱和学业也
21、就自然成为了大学生在校期间面对的两个主要问题。恋爱关系处理得好、正确，健康，可以成为学习和事业的催化剂，使人学习努力、成绩上升；恋爱关系处理的不当，不健康，可能分散精力、浪费时间、情绪波动、成绩下降。因此，大学生的恋爱观必须树立在健康之上，并且树立正确的恋爱观是十分有必要的。因此我从下面几方面谈谈自己的对大学爱情观。2、什么是健康的爱情：1) 尊重对方，不显示对爱情的占有欲，不把爱情放第一位，不痴情过分；2) 理解对方，互相关心，互相支持，互相鼓励，并以对方的幸福为自己的满足; 3) 是彼此独立的前提下结合；3、什么是不健康的爱情：1)盲目的约会，忽视了学业;2)过于痴情，一味地要求对方表露爱
22、的情怀，这种爱情常有病态的夸张;3)缺乏体贴怜爱之心，只表现自己强烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大学生处理两人的在爱情观需要三思：1. 不影响学习：大学恋爱可以说是一种必要的经历，学习是大学的基本和主要任务，这两者之间有错综复杂的关系，有的学生因为爱情，过分的忽视了学习，把感情放在第一位；学习的时候就认真的去学，不要去想爱情中的事，谈恋爱的时候用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。2. 有足够的精力：大学生活，说忙也会很忙，但说轻松也是相对会轻松的！大学生恋爱必须合理安排自身的精力，忙于学习的同时不能因为感情的事情分心，不能在学习期间，放弃学习而去谈感情，把握合理的精力，分配
23、好学习和感情。3、 有合理的时间；大学时间可以分为学习和生活时间，合理把握好学习时间和生活时间的“度”很重要；学习的时候，不能分配学习时间去安排两人的在一起的事情，应该以学习为第一；生活时间，两人可以相互谈谈恋爱，用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。5、大学生对爱情需要认识与理解，主要涉及到以下几个方面：（一） 明确学生的主要任务“放弃时间的人，时间也会放弃他。”大学时代是吸纳知识、增长才干的时期。作为当代大学生，要认识到现在的任务是学习学习做人、学习知识、学习为人民服务的本领。在校大学生要集中精力，投入到学习和社会实践中，而不是因把过多的精力、时间用于谈情说爱浪费宝贵的青春年华。
24、因此，明确自己的目标，规划自己的学习道路，合理分配好学习和恋爱的地位。（二） 树林正确的恋爱观提倡志同道合、有默契、相互喜欢的爱情：在恋人的选择上最重要的条件应该是志同道合，思想品德、事业理想和生活情趣等大体一致。摆正爱情与学习、事业的关系：大学生应该把学习、事业放在首位，摆正爱情与学习、事业的关系，不能把宝贵的大学时间，锻炼自身的时间都用于谈情说有爱而放松了学习。 相互理解、相互信任，是一份责任和奉献。爱情是奉献而不时索取，是拥有而不是占有。身边的人与事时刻为我们敲响警钟，不再让悲剧重演。生命只有一次，不会重来，大学生一定要树立正确的爱情观。（三） 发展健康的恋爱行为 在当今大学校园，情侣成
25、双入对已司空见惯。抑制大学生恋爱是不实际的，大学生一定要发展健康的恋爱行为。与恋人多谈谈学习与工作，把恋爱行为限制在社会规范内，不致越轨，要使爱情沿着健康的道路发展。正如马克思所说：“在我看来，真正的爱情是表现在恋人对他的偶像采取含蓄、谦恭甚至羞涩的态度，而绝不是表现在随意流露热情和过早的亲昵。”（四） 爱情不是一件跟风的事儿。很多大学生的爱情实际上是跟风的结果，是看到别人有了爱情，看到别人幸福的样子（注意，只是看上去很美），产生了羊群心理，也就花了大把的时间和精力去寻找爱情（五） 距离才是保持爱情之花常开不败的法宝。爱情到底需要花多少时间，这是一个很大的问题。有的大学生爱情失败，不是因为男女
26、双方在一起的时间太少，而是因为他们在一起的时间太多。相反，很多大学生恋爱成功，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们准确地把握了在一起的时间的多少程度。（六） 爱情不是自我封闭的二人世界。很多人过分的活在两人世界，对身边的同学，身边好友渐渐的失去联系，失去了对话，生活中只有彼此两人；班级活动也不参加，社外活动也不参加，每天除了对方还是对方，这样不利于大学生健康发展，不仅影响学习，影响了自身交际和合作能力。总结：男女之间面对恋爱，首先要摆正好自己的心态，树立自尊、自爱、自强、自重应有的品格，千万不要盲目地追求爱，也不宜过急追求爱，要分清自己的条件是否成熟。要树立正确的恋爱观，明确大学的目的，以学习为第一；规划好大学计划，在不影响学习的条件下，要对恋爱认真，专一，相互鼓励，相互学习，共同进步；认真对待恋爱观，做健康的恋爱；总之，我们大学生要树立正确的恋爱观念，让大学的爱情成为青春记忆里最美的风景，而不是终身的遗憾！
