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活性炭对多元酚废水吸附效果的研究

作　者: 郁捷
导　师: 李欣
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 城市水资源
关键词: 高风险污染物 吸附阻断技术 活性炭改性 活性炭再生 吸附坝
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 218次
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内容摘要


本文首先比较了备选四种吸附材料的吸附性能,以及进行了吸附材料影响因素的分析。然后针对原始吸附材料吸附性能不足进行了吸附材料改性和再生试验。最后进行水流动态模拟试验以及模型分析,以便于吸附技术在实际的高风险污染物突发事件发生时可以方便有效地进行应用。在吸附材料选择试验中,对四种备选吸附材料:活性炭、人造沸石、高岭土、电气石粉的吸附等温线进行对比,对比结果活性炭的吸附容量约为20～28mg/g,人造沸石的吸附容量约18～25mg/g,高岭土的吸附容量约15～28mg/g,电气石粉吸附容量约0～25mg/g。四种材料中,活性炭的吸附容量显然是最高的。进而研究活性炭吸附容量的影响因素,结果表明,温度、废水pH值都对活性炭的吸附容量造成影响。温度升高,活性炭的吸附容量减小;废水pH值在7附近时活性炭吸附容量达到最大值,约28mg/g,废水偏酸或偏碱都导致活性炭吸附容量降低。吸附材料改性试验中,利用不同浓度氨水,对活性炭浸渍不同时间,最终确定:采用15%的氨水对活性炭浸渍48h后,活性炭吸附容量可提高56.4%,提升效果最明显。再生试验中,将乙醇作为再生剂和水作为再生剂进行比较,乙醇作为再生剂时,对活性炭的第一次再生,再生率达到87.3%,即使再生后将活性炭重复投入使用并反复再生,第三次再生后也可达到60.7%的再生率,而水作为再生剂时第一次再生率就只有54.3%,比乙醇再生效果差很多。pH值同样对再生效果造成影响,在碱性条件下,活性炭再生效果明显比中性条件下提高,而酸性条件再生效果下降。高风险污染物阻断集成技术,是针对高风险污染物突发事件,采用最有效的手段进行及时的处理,以尽量减少污染造成的危害。试验采用活性炭吸附坝模型,进行水流动态试验,最后对不同坝体系统进行比较,比较结果为:三道坝体系统在吸附初期吸附效果最好,对废水总酚的去除率能达到76%,但是该系统吸附的持久性能不佳,吸附24h就发生穿透;五道坝体系统在短期吸附时吸附率只有66%,但是持续效果好,吸附48h后其对废水总酚的去除率仍有20.1%。最后将以上各类试验集成,提出高风险污染物应急处理模型,该模型可方便地求出对应现场条件下所需活性炭的量以保证达标。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章 绪论  10-23
  1.1 课题研究背景  10
  1.2 含酚废水的治理方法  10-13
    1.2.1 物理处理法  11-12
    1.2.2 生物处理法  12
    1.2.3 化学处理法  12-13
  1.3 吸附材料及吸附技术  13-17
    1.3.1 活性炭  14-15
    1.3.2 沸石  15
    1.3.3 高岭土  15-16
    1.3.4 电气石粉  16
    1.3.5 高效阻断吸附技术  16-17
  1.4 活性炭再生技术  17-19
    1.4.1 加热再生法  17-18
    1.4.2 化学药品再生法  18
    1.4.3 生物再生法  18
    1.4.4 电化学再生法  18-19
    1.4.5 超声波再生法  19
    1.4.6 催化湿式氧化再生法  19
  1.5 活性炭改性技术  19-21
    1.5.1 表面物理性质改性  20-21
    1.5.2 表面化学性质改性  21
  1.6 课题来源及研究的目的和意义  21-22
    1.6.1 课题来源  21
    1.6.2 课题研究目的和意义  21-22
  1.7 课题研究主要内容  22-23
第2章 试验材料及分析方法  23-29
  2.1 试验废水与试验材料  23-24
  2.2 试验分析方法  24-26
    2.2.1 废水总酚浓度测定方法  24-25
    2.2.2 硫代硫酸钠标准溶液的配制与标定  25
    2.2.3 溴酸钾－溴化钾溶液的配制  25-26
    2.2.4 碘酸钾溶液的配制  26
  2.3 改性吸附剂的制备  26
  2.4 吸附剂的再生  26-27
  2.5 试验方案  27-29
    2.5.1 吸附材料选取  27
    2.5.2 截留坝试验  27-29
第3章 高效阻断吸附材料的选择  29-41
  3.1 材料达到吸附饱和所需时间  29-34
    3.1.1 煤质活性炭  29-30
    3.1.2 人造沸石  30
    3.1.3 高岭土  30-31
    3.1.4 电气石粉  31-32
    3.1.5 果壳活性炭  32
    3.1.6 综合比较分析  32-34
  3.2 吸附材料比较  34-38
    3.2.1 煤质活性炭  34
    3.2.2 人造沸石  34-35
    3.2.3 高岭土  35-36
    3.2.4 电气石粉  36
    3.2.5 果壳活性炭  36-37
    3.2.6 综合比较分析  37-38
    3.2.7 成本分析  38
  3.3 影响因素  38-40
    3.3.1 温度对吸附容量的影响  38-39
    3.3.2 pH 值对吸附容量的影响  39-40
  3.4 本章小结  40-41
第4章 吸附材料的改性与再生  41-48
  4.1 吸附材料改性  41-44
    4.1.1 改性剂浓度和改性时间对改性效果的影响  41-43
    4.1.2 温度对改性效果的影响  43-44
  4.2 活性炭再生  44-47
    4.2.1 再生剂种类对再生效果的影响  44-45
    4.2.2 再生次数对再生效果的影响  45-46
    4.2.3 再生剂浓度对再生效果的影响  46
    4.2.4 pH 值对再生效果的影响  46-47
  4.3 本章小结  47-48
第5章 废水中多元酚污染物吸附阻断技术  48-66
  5.1 活性炭总量确定  48-52
    5.1.1 由水体总酚含量确定活性炭吸附容量  48-49
    5.1.2 由温度确定活性炭吸附容量  49-50
    5.1.3 由pH 值确定活性炭吸附容量  50-52
    5.1.4 综合确定活性炭吸附容量  52
  5.2 单坝活性炭量及坝体数的确定  52-61
    5.2.1 三道活性炭吸附坝吸附模型试验  53-55
    5.2.2 四道活性炭吸附坝吸附模型试验  55-57
    5.2.3 五道活性炭吸附坝吸附模型试验  57-59
    5.2.4 不同坝体数吸附坝系统比较  59-61
  5.3 应急处理模型  61-63
    5.3.1 活性炭投加量  61-62
    5.3.2 吸附坝坝体位置的确定  62-63
  5.4 应急处理预案  63-65
    5.4.1 事故等级划分  64
    5.4.2 现场情况  64-65
    5.4.3 应急预案  65
  5.5 本章小结  65-66
结论  66-67
参考文献  67-72
致谢  72

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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