活性炭对苯酚的吸附及再生的研究

论文摘要

使用新鲜的颗粒活性炭吸附苯酚,并采用Fenton氧化、铁炭微电解以及Fenton-微电解耦合工艺再生吸附饱和的活性炭。通过吸附效率试验、吸附等温线试验分析新鲜炭和再生炭的吸附性能和热力学特征。使用解吸附的Elovich、一级动力学、二级动力学方程表征活性炭的再生过程,研究各种活性炭再生手段的影响因素、再生过程的反应特征。试验结果表明:新鲜活性炭具有很好的苯酚吸附性能,吸附量为9.60 mg·g-1,吸附是自发的放热过程,吸附量随着温度的升高而降低,吸附活化能为31.42KJ·mol-1,属于化学吸附。使用Fenton、微电解和Fenton-微电解耦合工艺再生的活性炭,苯酚吸附量分别为7.97 mg·g-1、4.56 mg·g-1和8.27 mg·g-1;三种工艺对活性炭的苯酚吸附量再生效率分别为82.96%、47.49%和86.13%。再生炭的吸附等温线试验表明,Fenton-微电解耦合和Fenton氧化工艺再生炭的苯酚吸附性能较好,吸附量和热力学特征比较接近新鲜活性炭,微电解再生炭的吸附性质有所改变。对各再生工艺的动力学拟合结果表明,Fenton再生主要符合解吸附的二级动力学模型,是由于苯酚解吸附到水中而被Fenton试剂氧化。微电解再生过程较复杂,符合Elovich模型。Fenton-微电解耦合再生法的Elovich模型和二级动力学模型相关性较好,说明Fenton-微电解耦合再生活性炭是一种较复杂的过程,可能涉及到微电解、Fenton反应、苯酚解吸附。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 活性炭的性质及其应用
• 1.1.1 活性炭的基本性质
• 1.1.2 活性炭的制作过程
• 1.1.3 活性炭的孔隙
• 1.1.4 活性炭的吸附机理
• 1.1.5 影响活性炭吸附的因素
• 1.1.6 活性炭的种类
• 1.2 活性炭的再生
• 1.2.1 活性炭的再生原理
• 1.2.2 传统的活性炭再生方法
• 1.2.3 活性炭再生效果的评价指标和方法
• 1.3 苯酚及其污染治理现状
• 1.3.1 苯酚的基本信息
• 1.3.2 苯酚的毒性及危害
• 1.3.3 含酚废水的处理方法
• 1.4 铁炭微电解技术
• 1.4.1 铁炭微电解技术概述
• 1.4.2 铁炭微电解作用机理
• 1.4.3 微电解法影响因素
• 1.5 Fenton 氧化技术
• 1.5.1 Fenton 反应机理
• 1.5.2 羟基自由基
• 1.6 课题的目的和内容
• 1.6.1 课题的提出和目的
• 1.6.2 课题研究的内容
• 第二章 试验方法及检测方法
• 2.1 试验方法
• 2.1.1 活性炭吸附苯酚的试验
• 2.1.2 Fenton 氧化再生活性炭试验
• 2.1.3 铁炭微电解再生活性炭试验
• 2.1.4 Fenton-微电解耦合再生活性炭试验
• 2.2 试剂和仪器
• 2.2.1 试验使用的试剂
• 2.2.2 饱和活性炭
• 2.2.3 试验使用的仪器
• 2.3 试验中的分析测定指标和方法
• 2.3.1 试验中的测量指标
• 2.3.2 再生活性炭评价指标
• 第三章 活性炭对苯酚吸附特性的研究
• 3.1 活性炭吸附的苯酚的影响因素
• 3.1.1 吸附pH 的影响
• 3.1.2 温度对吸附的影响
• 3.2 吸附等温线
• 3.3 吸附动力学
• 3.4 本章小结
• 第四章 Fenton 氧化对活性炭再生的研究
• 4.1 Fenton 氧化再生活性炭的影响因素试验
• 4.1.1 再生时间的影响
• 2O₂ 投加量对活性炭再生的影响'>4.1.2 H₂O₂投加量对活性炭再生的影响
• 4.1.3 Fe2+投加量对活性炭再生的影响
• 4.1.4 pH 值对活性炭再生的影响
• 4.1.5 再生温度对活性炭再生的影响
• 4.1.6 机械振荡对再生效果的影响
• 4.2 Fenton 氧化再生活性炭的吸附性能
• 4.2.1 Fenton 氧化再生活性炭的吸附效率
• 4.2.2 Fenton 氧化再生活性炭的吸附等温线
• 4.3 再生动力学
• 4.4 本章小结
• 第五章 铁炭微电解对活性炭再生的研究
• 5.1 铁炭微电解再生活性炭的影响因素试验
• 5.1.1 曝气及再生时间的影响
• 5.1.2 再生pH 值的影响
• 5.1.3 铁炭比例的影响
• 5.1.4 再生温度的影响
• 5.1.5 再生振荡速度
• 5.2 铁炭微电解再生活性炭的吸附性能
• 5.2.1 铁炭微电解再生活性炭的苯酚吸附效率
• 5.2.2 铁炭微电解再生活性炭的吸附等温线
• 5.3 再生动力学
• 5.4 Fe2+的浓度
• 5.5 本章小结
• 第六章 Fenton-微电解对活性炭再生的研究
• 6.1 Fenton-微电解耦合再生活性炭的影响因素试验
• 6.1.1 正交试验
• 6.1.2 曝气的影响试验
• 2O₂ 的加入时间影响试验'>6.1.3 H₂O₂的加入时间影响试验
• 6.1.4 pH 值的影响试验
• 2O₂ 的投加量影响试验'>6.1.5 H₂O₂的投加量影响试验
• 6.1.6 铁炭比例的影响试验
• 6.2 Fenton-微电解耦合再生活性炭的吸附性能
• 6.2.1 Fenton-微电解耦合再生活性炭的苯酚吸附效率
• 6.2.2 Fenton-微电解耦合再生活性炭的吸附等温线
• 6.3 再生动力学
• 6.4 本章小结
• 结论与建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表学术论文