微波辐射联用活性炭处理苯胺废水及吸附动力学试验研究

论文摘要

本论文对微波辐照联用活性炭工艺去除较高浓度苯胺废水的影响因素进行了系统的研究，并对活性炭吸附苯胺动力学及其作用机理进行了研究和探讨。在没有任何外加氧化剂的条件下，本论文考察了不同的微波功率，pH值，初始苯胺废水浓度，活性炭用量及微波时间对微波辐照联用活性炭工艺去除苯胺废水除污效果的影响，结果表明：微波功率越高，pH值越趋于中性，原苯胺废水浓度越低，活性炭用量越多，微波时间越长，越有利于苯胺废水的去除。在对微波辐照联用活性炭工艺去除苯胺废水的机理研究显示，该工艺较单独使用活性炭吸附去除效果要明显提高，其强化去除苯胺的机理主要是由于微波辐照导致活性炭体系温度上升，从而加速了活性炭对苯胺的吸附，而不是微波诱导催化氧化所致。此外，微波辐照对活性炭吸附性能的改善也起了一定的作用。本论文以活性炭吸附较高浓度苯胺废水的行为为研究对象，探讨固体吸附剂在溶液当中对其吸附速率的影响因素，实验表明，活性炭在液相中吸附不仅发生非极性分子间作用力，范德化力和氢键力吸附，还发生静电引力（库伦力）吸附。因此，固体吸附剂的吸附性能不仅和其表面结构有关，还和其表面化学性能有关，控制好吸附条件才能提高其吸附反应速率。从实验可以看出，活性炭对高浓度苯胺废水的吸附宜采用假二级动力学模型拟合，其吸附初始速率与温度，浓度有明显关系。本课题的研究不仅为较高浓度的苯胺废水处理提供了一种简单有效的方法，而且对其作用机理，吸附机理也进行了探讨；这些研究对于今后高浓度苯胺废水的去除具有一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 苯胺废水的危害及其治理方法
• 1.1.1 苯胺的基本性质
• 1.1.2 苯胺的危害性
• 1.1.3 苯胺废水的治理方法
• 1.2 微波的特性以及在环境工程处理中的应用
• 1.2.1 微波的特性及研究进展
• 1.2.2 微波技术在环境工程中的研究进展
• 1.3 活性炭概述与应用
• 1.3.1 活性炭的性质
• 1.3.2 活性炭的物理结构
• 1.3.3 活性炭在水处理中研究与应用
• 1.4 课题研究内容与意义
• 1.4.1 课题研究的背景与意义
• 1.4.2 课题研究的内容及技术路线
• 1.4.3 课题的创新点
• 第2章 微波辐照联用活性炭工艺去除苯胺废水实验研究
• 2.1 实验材料与方法
• 2.1.1 实验材料仪器与分析方法
• 2.2 实验结果与探讨
• 2.2.1 微波辐照功率对处理效果的影响
• 2.2.2 pH值对处理效果的影响
• 2.2.3 活性炭用量对处理效果的影响
• 2.2.4 苯胺浓度对处理效果的影响
• 2.2.5 微波时间对处理效果的影响
• 2.2.6 活性炭颗粒直径大小对处理效果的影响
• 2.3 本章小结
• 第3章 微波辐照联用活性炭工艺去除苯胺废水的机理研究
• 3.1 活性炭的表面化学特征
• 3.1.1 Boehm滴定法测定活性炭表面含氧官能团
• 3.2 微波辐照对活性炭表面化学官能团的影响
• 3.2.1 微波辐照后的饱和吸水活性炭的制备
• 3.2.2 Boehm滴定对比两种炭表面官能团的数量
• 3.3 微波辐照是否对苯胺产生了诱导氧化的证伪
• 3.4 苯胺去除主要机理的分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 活性炭吸附苯胺溶液的动力学研究
• 4.1 经典吸附理论
• 4.1.1 吸附的基本概念
• 4.1.2 吸附的基本分类
• 4.1.3 吸附动力学
• 4.1.4 吸附的类型
• 4.1.5 吸附热力学
• 4.2 椰壳颗粒活性炭对苯胺的吸附行为
• 4.2.1 吸附动力学曲线的绘制及其动力学模型的研究
• 4.2.2 吸附热力学曲线的绘制及其等温吸附模型的研究
• 4.3 本章小节
• 结论与建议
• 参考文献
• 致谢