氧化镁改性及其处理含油废水的实验研究

论文摘要

吸附法因其操作简单、使用方便、效率高等优点,在废水处理中有很多应用。开发廉价、高效的吸附剂一直是水处理研究的热点问题。本课题以轻烧氧化镁为原料,通过微波辐射进行改性,研究了改性氧化镁的制备、特性及其对废水中油的吸附行为和再生利用。为拓展镁砂资源在环境保护中的应用,提高其开发利用的经济效益和开发含油废水的处理方法提供了科学依据。实验研究了氧化镁与改性剂乙二醇的配比,以及在不同微波辐射功率、作用时间的条件下进行改性,并通过对模拟废水中油的去除率来衡量各因素对改性氧化镁吸附性能的影响。结果表明,改性制备氧化镁的最佳工艺条件为：氧化镁与乙二醇配比为2：1,微波功率560W,作用时间8min时。改性后的氧化镁比原料氧化镁吸附性能有较大提高,吸附剂用量明显减少。经过测定,改性氧化镁的比表面积达43.98m2/g,比未改性的轻烧氧化镁大2倍。研究了改性氧化镁对含油废水中油的吸附行为。通过单因素实验和正交实验,遴选出了改性氧化镁处理含油废水的优化条件：改性氧化镁用量为7.5×103mg/L,搅拌时间为60min,搅拌速率150rpm,水浴温度为50°C,静置时间40min。处理后的出水根据《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》（GB18918-2002）中石油类的排放标准已达三级排放标准。同时,改性氧化镁对酸碱依赖性不强,有较宽泛的使用范围（pH为2-12）。研究吸附反应机理的推测结果表明,对含油废水的吸附类型为表面单分子层吸附。初步探讨了传统加热再生和微波辐射再生对改性氧化镁的再生利用。结果表明,微波辐射再生比传统加热再生吸附效率高,且具有再生过程吸热快,再生周期短的特点。改性氧化镁在空气中放置的同时会伴有老化现象的发生,通过焙烧,可使因水化反应生成的氢氧化镁和水合碳酸镁重新分解成氧化镁,使活性有所恢复。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 含油废水概述
• 1.1.1 浮油和分散油的处理技术
• 1.1.2 乳化油的处理技术
• 1.1.3 溶解油废水处理
• 1.1.4 含油废水处理技术展望
• 1.2 氧化镁概述
• 1.2.1 氧化镁的概念
• 1.2.2 氧化镁作用于环境保护中的优点
• 1.2.3 镁砂在环保中的应用及作用机理
• 1.2.4 发展前景讨论
• 1.3 课题研究内容和意义
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究意义
• 第2章 实验方法
• 2.1 实验材料与设备
• 2.1.1 镁砂原料
• 2.1.2 水样来源
• 2.1.3 主要试剂
• 2.1.4 主要设备
• 2.2 分析测试方法
• 2.2.1 含油量的测定方法
• 2.2.2 比较面积（BET）的测定方法
• 第3章 改性氧化镁的制备
• 3.1 微波概论
• 3.1.1 微波加热原理
• 3.1.2 微波加热的特点
• 3.1.3 物质在微波场中的热效应
• 3.1.4 微波加热模式分析
• 3.2 改性条件对吸附效果的影响
• 3.2.1 乙二醇用量对改性效果的影响
• 3.2.2 微波功率对改性效果的影响
• 3.2.3 微波辐射时间对改性效果的影响
• 3.3 比表面积（BET）测定
• 3.4 小结
• 第4章 改性氧化镁处理含油废水实验
• 4.1 改性氧化镁吸附废水中油的静态实验
• 4.1.1 改性氧化镁用量的影响
• 4.1.2 搅拌时间的影响
• 4.1.3 搅拌速率的影响
• 4.1.4 静置时间的影响
• 4.1.5 反应温度的影响
• 4.1.6 废水pH的影响
• 4.2 改性氧化镁处理含油废水的正交实验
• 4.3 动态实验
• 4.3.1 实验装置
• 4.3.2 吸附剂填充高度的影响
• 4.3.3 连续配水对处理效果的影响
• 4.3.4 动态串联操作
• 4.4 吸附等温线
• 4.4.1 Freundlich吸附等温式
• 4.4.2 Langmuir吸附等温式
• 4.4.3 吸附等温曲线
• 4.5 改性前后氧化镁吸附对比实验
• 4.5.1 轻烧氧化镁实验
• 4.5.2 对比实验
• 4.6 小结
• 第5章 改性氧化镁的再生实验及老化问题的研究
• 5.1 改性氧化镁的再生实验
• 5.1.1 热再生
• 5.1.2 微波再生
• 5.2 改性氧化镁老化问题的研究
• 5.2.1 不同放置时间下含油废水去除率的变化
• 5.2.2 高温焙烧解决老化问题的效果
• 5.3 小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢