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活性炭吸附对印染废水生化出水中各类有机物去除特性研究

作　者: 李欣珏
导　师: 刘勇弟
学　校: 华东理工大学
专　业: 环境科学与工程
关键词: 印染废水生化出水活性炭吸附吸附性能分子量分布生物毒性
分类号: X791
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本课题利用活性炭化学性能稳定、比表面积大及其良好的吸附性能等特点,采用静态及动态吸附方法,对印染废水生化出水进行吸附实验研究,旨在系统地考察活性炭吸附工艺对印染废水生化出水中不同种类有机物的去除特性,为活性炭吸附法深度处理印染废水生化出水提供理论和技术指导。通过XAD-8/XAD-4吸附树脂将印染废水生化出水中的溶解性有机物分为四类：疏水酸、非酸疏水物质、弱疏水物质和亲水物质,或采用超滤法将溶解性有机物按分子量进行分段,以TOC、UV254、ADMI7.6、COD和生物毒性等为指标,对印染废水生化出水中不同种类有机物或不同分子量有机物在活性炭吸附深度处理过程中的去除特性进行研究。静态吸附平衡容量试验结果表明,3种活性炭对该水样中的有机物均有明显的去除效果,其中以煤质炭的处理效果最优,椰壳炭次之,而竹炭对此水样的吸附性能较差。活性炭对印染废水生化出水的最佳吸附条件为：pH为水样初始pH,温度为2±0.5℃,吸附时间为7 h,恒温振荡培养箱的转速为180 r·min-1。Freundlich方程和Langmuir方程均能很好地描述活性炭对该水样的吸附,而Freundlich的拟合效果更好。当煤质炭投加量为1.188 g·L-1时,达到吸附平衡后,对DOC、COD、ADMI7.6和UV254的去除率分别达到76%、77%、85%和82%。树脂分离实验结果表明,以UV254表征时,煤质炭对弱疏水性有机物的去除效果最好;以ADMI76表征时,煤质炭对疏水酸的去除效果最好；以DOC表征时,煤质炭对疏水性物质的去除效果优于亲水性物质。煤质炭对分子量<4K的有机物的去除率最大。活性炭吸附能明显降低原水的生物毒性。为进一步验证静态吸附实验结果,评价活性炭在实际应用中的吸附容量利用率,对于椰壳炭和煤质炭进行了动态穿透试验。动态试验结果表明,椰壳炭和煤质炭对该水样中的有机物均有明显的去除效果,其中以煤质炭的处理效果较优。以UV254表征时,煤质炭和椰壳炭的吸附容量利用率分别为：49%和20%；以ADMI7.6表征时,煤质炭和椰壳炭的吸附容量利用率分别为：52%和22%。树脂分离结果表明煤质炭对非酸疏水物质和弱疏水有机物的吸附效果较好,对疏水酸和亲水性有机物吸附效果相对较弱。分子量分布试验表明煤质炭对分子量1 K-4 K的有机物的去除率最大。通过对活性炭四项性能指标的测定,了解活性炭孔径分布的情况。比较了活性炭原炭和废炭四个指标与表面化学性质的差别,选出了与该废水特性相吻合的活性炭。结果表明煤质炭不仅空隙分布齐全,而且对孔隙的利用也同样优于椰壳炭,为活性炭的粗选提供了很好的数据支撑。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章前言  11-13
  1.1 印染废水生化出水深度处理的必要性  11
  1.2 研究目的意义及研究内容  11-13
第2章文献综述  13-27
  2.1 生化出水中有机物特性的研究  13-16
    2.1.1 生化出水中有机物的组成  13
    2.1.2 生化出水中有机物分类方法  13-14
    2.1.3 生化出水的分子量分布  14-15
    2.1.4 生化出水的生物毒性  15-16
  2.2 印染及染料废水深度处理的方法  16-18
    2.2.1 混凝法  17
    2.2.2 膜技术  17
    2.2.3 化学氧化法  17
    2.2.4 生物法  17-18
    2.2.5 吸附法  18
  2.3 活性炭吸附技术  18-21
    2.3.1 活性炭的空隙特点  19
    2.3.2 影响活性炭吸附的外部因素  19
    2.3.3 活性炭选型技术的探索  19-20
    2.3.4 活性炭的四项性能指标  20-21
  2.4 活性炭化学性能指标测定  21-23
    2.4.1 活性炭的酸碱性  21-23
    2.4.2 活性炭表面化学分析技术  23
  2.5 活性炭对污水中DOM的吸附理论  23-27
    2.5.1 吸附类型  24
    2.5.2 影响吸附的因素  24
    2.5.3 吸附等温线  24-27
第3章实验材料与方法  27-39
  3.1 实验仪器和材料  27-29
    3.1.1 实验仪器  27-28
    3.1.2 实验试剂  28
    3.1.3 实验水样  28-29
  3.2 实验方法  29-39
    3.2.1 分析项目和方法  29
    3.2.2 有机物分离步骤  29-30
    3.2.3 活性炭预处理  30
    3.2.4 静态试验  30-31
    3.2.5 动态试验  31
    3.2.6 活性炭四种性能指标的测定  31-36
    3.2.7 活性炭表面化学的酸碱性和零点电位的测定  36-39
第4章活性炭对印染废水生化出水中有机物的静态吸附特性  39-53
  4.1 不同材质活性炭对印染废水生化出水的吸附性能研究  39-46
    4.1.1 吸附时间对印染废水生化出水吸附性能的影响  39-40
    4.1.2 Freundlich吸附等温方程  40-43
    4.1.3 Langmuir吸附等温方程  43-46
  4.2 煤质炭对不同种类有机物的去除效果  46-48
  4.3 煤质炭吸附对分子量分布的影响  48-52
  4.4 煤质炭吸附对生物毒性的去除  52
  4.5 本章小结  52-53
第5章活性炭对印染废水生化出水中有机物的动态吸附特性  53-65
  5.1 不同空床停留时间对动态穿透效果的影响  53-56
  5.2 活性炭吸附印染废水生化出水动态试验  56-58
  5.3 煤质活性炭床对不同种类有机物的吸附效果  58-60
  5.4 煤质炭吸附对分子量分布的影响  60-63
  5.5 煤质炭吸附对生物毒性的去除  63
  5.6 本章小结  63-65
第6章活性炭性能指标对活性炭吸附的指示作用  65-69
  6.1 活性炭四项指标  65-67
  6.2 活性炭表面化学性质  67
  6.3 本章小结  67-69
第7章结论  69-71
  7.1 全文总结  69-70
  7.2 创新点  70
  7.3 建议  70-71
参考文献  71-76
致谢  76

活性炭吸附对印染废水生化出水中各类有机物去除特性研究

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