大学生国家创新型实验申请理由、申请目的、实验简介

1、团队介绍：我们团队的成员都来自环境学院环境工程专业，学习兴趣浓厚，在大学期间学习成绩优良，富有探索精神，其中一成员参加过KAB创业计划大赛。我们已经参加基础实验课程，具备一定的实验能力和实验技巧，善于发现和解决问题。此外，对的研究都很有兴趣。希望能够参加大学生创新性实验计划项目，锻炼每个人的设计与思维，同时加强团队合作精神。前期准备：经指导老师的启发指导以及团队成员的集体努力，已经掌握了大量有关目前的相关研究发展动态，经过整理材料与分析，形成了比较完整的项目体系。国内外研究现状：（一）赤泥是氧化铝生产过程中产生的最大废弃物，氧化铝生产过程产生的大量赤泥采取湿法排放。大量强碱性废水不论外排注入河

2、湖或渗透地表地下，一方面将严重危害自然环境，造成土壤碱化、沼泽化、污染地表地下水源；另一方面由于大量碱流失，给氧化铝生产造成巨大经济损失。赤泥的可持续综合利用1. 回收有价金属2 .用做生产建筑材料3. 赤泥在农业中的应用4 .赤泥在环境保护中的应用5.赤泥吸附剂的应用赤泥吸附剂的应用方向作为某些废水的澄清剂,处理废水的脱色、澄清:印度的Namasivayam1开发了非常规的吸附剂赤泥用于去除水中的染料和重金属。在研究中，考虑以下参数：染料浓度、吸附剂剂量、搅拌时间以及pH值。吸附符合一级反应速率方程，吸附平衡数据遵守Langmuir和Freundlich吸附等温线。赤泥对于染料的吸附能力为

3、4.05mg/g，在pH值为 2.0 时吸附的效果最佳。Smolcic，Vladislav2将经酸活化过的赤泥用作纺织行业废水的絮凝剂和混凝剂。使用量为 5kg6kg/m3时，废水的透明度从 6.6%增加到 95%，COD 脱出率88.4%，BOD 下降 95%，使用过的赤泥用盐酸可再生。印度将赤泥用作制酪业废水处理的絮凝剂3，赤泥用量为 1304mg/L 时，废水的混浊度、BOD、COD的脱去率分别为 77%、71%、65%。张书武4等以氧化铝生产废渣赤泥为原料,采用铁盐改性处理制备了新型羟基铁包覆型赤泥除砷吸附剂. 结果表明,铁盐改性赤泥吸附剂对As(V)具有显著吸附效能,在pH为7,初始

4、砷浓度为1 mg·L-1,铁盐改性赤泥吸附剂饱和吸附容量为50. 6 mg·g-1时,除砷率高达99. 9%,吸附后出水砷含量可达到0. 01 mg·L-1以下,吸附规律符合Langmuir等温方程式.1 / 4Tokunagaetal 5发现铁改性赤泥吸附剂对As(V)的吸附过程是含氧砷酸阴离子与改性赤泥表面包覆的羟基铁之间发生的表面络合吸附反应(Tokunagaetal., 1997).赵颖6等以铝矿工业废渣赤泥为吸附剂去除淀粉废水中高浓度磷的研究,比较了三种原状赤泥的除磷效果,考察了反应时间、初始pH、NaOH投加顺序和赤泥投加量对除磷效果的影响。结果表明,

5、赤泥具有很好的除磷能力该研究在赤泥的资源化利用和淀粉废水中磷的去除方面有重要的意义。拜耳法赤泥经热处理后可形成多孔结构，其比表面积可达 4070m2/g。正由于其具有多孔结构和较大的比表面积，所以可用于环境污染治理。但由于赤泥本身含有大量的化学物质，用于废水中起吸附作用的赤泥存在于水中势必对水的浊度和毒性有一定的影响，因此就目前的技术条件，直接使用赤泥作为废水的净化剂在实际运用中是不可行的。在赤泥吸附剂应用方面，常用的方法是经酸化、水洗之后制备出粉末吸附剂，使用时直接将粉末状赤泥使用到水处理中，赤泥中的一些有害物质成分在水处理过程中容易释放出来，造成了水体的色度、浊度以及重金属离子和碱性等二次

6、污染，给水处理应用带来了极大的不便。其次在机理方面，由于赤泥的成分比较复杂，目前对其吸附或絮凝机理还没有得到合理的解释。在充分了解赤泥水处理剂的现状基础上，我们决定利用工业赤泥改性制备吸附剂，用以实现糖蜜酒精废水污染的有效吸附。（二）糖蜜酒精废水是高浓度有机废水.其特点是有机物和悬浮物含量高,COD值高,外观混浊、色度高, 废水大多呈棕黑色,其中所含的类黑色素、棕色素难以被微生物所降解,耐温、耐光照,放置时间延长其色值不减7，正因此脱色是处理中的一个难点。糖蜜酒精废水的处理技术：1农灌本法利用必须施用得当,否则会烧死庄稼或使土壤板结。2自然氧化塘利用天然生化自净作用的处理系统,其自净效率较低,

7、且占地面积大。当自然发酵时会产主臭味,氧化场底不封闭时,还会污染地下水8。3·絮凝法对糖蜜酒精废水的絮凝处理技术目前主要是采用无机絮凝剂9。絮凝法采用絮凝法处理此类废水具有投资省、易管理、适应性强等优点,但出水未能达到排放标准。4·生化处理法由于糖蜜酒精废水中的主要成分多为微生物可利用的营养物质,废水的可生化性好,因此国内外对此废水较常采用生化法进行处理。但是整个处理包括厌氧设备、好氧设备,污泥处理设备及厌氧产生的沼气脱硫处理,回收沼气的配套装置等,总的基建投资较高,回收的能源得不偿失。综上所述，糖蜜酒精废水的处理技术各有优点,也存在诸多不足。农灌和氧化塘法投资少,可以利用

8、水分及养分,但由于糖蜜酒精生产和农灌都是有季节性的,难以推广应用。微生物处理(厌氧制沼气、曝气处理等)虽然可以产生沼气,但废水浓度高,投资大,占地多;厌氧处理可以提高CODcr和BOD5的去除率,但仍需经过能耗高的好氧处理;厌氧处理后得到的大量厌氧消化液更是难以处理的污染源。资源化与治理污染相结合-糖蜜酒精废水和赤泥治理的理想途径因此,综上所述我们可以通过预处理赤泥改造成吸附剂,吸附糖蜜酒精废水中的COD和色度，另一方面可充分利用赤泥这种资源以达到以废治废的目的。参考文献1 翟云波. 基于化学活化法的污泥衍生吸附剂的制备及应用基础理论研究：博士学位论文. 湖南大学，2005，6594 2 Smolcic，Vladislav.欧洲专利申请说明书.1986,169，430.3 Namasivayam, C. Treatment of Dairy Wasterwater Using waster Red Mud. Res. Ind., 1992，37(3)：165-167.4张书武,刘昌俊,栾兆坤,等. 2007.铁改性赤泥吸附剂的制备及其除砷性能研究J.环境科学学报, 27(12): 1972-19775Tokunaga S, Wasay SA, Park SW. 2006. Removal of arsenic(V) ion from aqueous solu7吴振强等,环境污染