废水处理是一个重要的课题。我们每天的生活产生大量废水。工厂的生产活动也产生大量废水。这些废水不能直接排放到环境中。废水中有很多有害物质。这些有害物质会污染河流。会污染湖泊。会污染地下水源。被污染的水会影响鱼类生存。会影响农作物生长。最终会影响人类健康。处理废水是一项必须做好的工作。

我的毕业论文研究了一种处理废水的方法。这种方法针对含有重金属的工业废水。重金属比如铅、镉、铬。这些物质毒性很大。它们会在生物体内积累。传统的处理方法有化学沉淀法。有离子交换法。有膜过滤法。这些方法各有优缺点。化学沉淀法成本较低。但会产生大量污泥。离子交换法效果好。但材料成本高需要再生。膜过滤法效率高。但膜容易堵塞需要清洗。

我想到研究吸附法。吸附法利用多孔材料捕捉水中的重金属。材料像海绵一样把重金属离子吸走。吸附法的关键是吸附材料。好的材料吸附容量要高。吸附速度要快。要容易再生。要价格便宜。我选择研究一种改性天然材料。这种材料是农业废弃物。具体来说是稻壳。稻壳产量很大。通常被焚烧或丢弃。焚烧会产生烟雾污染空气。我将稻壳进行加工。用酸和碱进行清洗处理。然后进行高温炭化。得到稻壳生物炭。

我对稻壳生物炭进行了改性。改性的目的是增加它的吸附位点。我使用了一种含硫的化合物进行浸泡。硫原子容易与重金属结合。改性后的材料表面性质发生变化。孔隙结构更加丰富。我使用电子显微镜观察了它的样子。材料表面有很多小孔。像蜂窝一样。这些小孔可以容纳重金属离子。我还做了X射线衍射分析。分析了材料的晶体结构。结果表明改性成功。

我设计了一系列实验。实验目的是测试材料的吸附性能。我配置了含铅和含镉的模拟废水。浓度是已知的。我将一定量的吸附材料放入废水中。放在摇床上振荡。让材料与废水充分接触。在不同时间点取样。取样后过滤。测量滤液中重金属的浓度。计算材料吸附了多少重金属。

实验结果显示吸附过程很快。在前三十分钟内吸附了大量重金属。两小时后基本达到平衡。材料对铅的吸附效果很好。对镉的吸附效果也不错。我记录了不同条件下的吸附量。改变了废水的酸碱度。发现酸性太强时吸附效果下降。重金属在酸性条件下不易被固定。中性或弱碱性条件效果最好。改变了吸附材料的用量。材料用量增加吸附量增加。但也不是无限增加。改变了废水的初始浓度。浓度高吸附的总量多。但去除率会变化。

我研究了吸附过程符合哪种模型。用了朗格缪尔模型。用了弗罗因德利希模型。数据更符合朗格缪尔模型。这说明吸附是单分子层的。材料表面均匀。吸附过程是化学吸附为主。我还计算了最大吸附容量。改性稻壳生物炭对铅的最大吸附容量很高。比很多文献报道的材料都要好。这个结果令人满意。

吸附之后需要考虑材料的再生。材料饱和后需要处理。我把吸附饱和的材料收集起来。我用稀硝酸溶液进行解吸。重金属被洗脱下来。材料得到再生。我重复使用了材料五次。吸附能力略有下降但还可以接受。再生后的洗脱液浓度很高。体积很小。这便于回收重金属。重金属可以变成资源。材料最终可以安全处置。

这种方法的优点很明显。原材料稻壳很便宜。是废物利用。制备过程不复杂。能耗不高。吸附效果好。可以有效降低废水中的重金属浓度。处理后的水可以达到排放标准。这个方法为处理工业废水提供了一个选择。它成本低效果好。符合绿色环保的理念。

我的研究还存在一些不足。实验是在实验室完成的。废水是模拟的配水。实际工厂废水成分很复杂。可能含有多种重金属。可能含有有机杂质。这些杂质可能会影响吸附效果。材料的长期稳定性需要更多测试。大规模应用需要设计反应器。需要考虑水流速度。需要考虑材料填充方式。这些问题值得进一步研究。

废水处理技术需要不断创新。我们的环境面临挑战。保护水资源是每个人的责任。我希望我的研究能有一点点贡献。利用农业废弃物处理工业废水。这是一个有趣的方向。未来可以尝试其他废弃物。比如秸秆。比如果壳。可以尝试不同的改性方法。寻找吸附性能更好的材料。这条路很长需要继续努力。

我的论文工作就介绍到这里。谢谢各位老师。请老师们提问。