软锰矿降解糖蜜酒精废液并同时浸出锰的过程研究

论文摘要

糖蜜酒精废液是一种高浓度有机废水，成分非常复杂，处理难度大，特别是色素的去除。软锰矿作为一种环境矿物材料，近年来得到了广泛关注，在染料脱色方面已有研究。本文旨在利用糖蜜酒精废液的还原性和软锰矿的氧化性，在氧化降解糖蜜酒精废液的同时浸出锰矿中的锰。本文首先研究了浸出温度、浸出时间、硫酸用量、软锰矿用量和废液用量对锰浸出率、COD去除率和脱色率的影响，并优化了工艺条件。在反应温度90℃，H2SO4浓度1．13mol／L，软锰矿用量100g/L，糖蜜酒精废液COD为1．27×104mg／L，反应时间120min，采取两段反应工艺时，废液脱色率可达98．2％，COD去除率达78．5％，锰浸出率达92．3％。在工艺研究基础上，考察了搅拌速率、浸出温度、颗粒的初始粒度、硫酸的初始浓度、酒精废液的初始浓度对锰浸出速率的影响。研究表明提高浸出温度、废液浓度和硫酸浓度，降低颗粒粒径可以加快锰的浸出速率。糖蜜酒精废液酸浸软锰矿的过程受内扩散控制，可用缩核模型的内扩散控制方程描述。浸出过程的宏观动力学方程为：

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 糖蜜酒精废液的治理
• 1.1.1 物理化学法
• 1.1.2 生物法
• 1.1.3 糖蜜酒精废液的资源化
• 1.1.4 糖蜜酒精废液色素的治理
• 1.2 锰矿在环境治理的运用
• 1.2.1 锰矿的环境属性特征
• 1.2.2 锰矿对污染物的吸附去除
• 1.2.3 锰矿对污染物的氧化去除
• 1.3 软锰矿直接还原浸出过程的研究
• 1.3.1 无机还原剂直接还原浸出软锰矿
• 1.3.2 有机还原剂直接还原浸出软锰矿
• 1.4 研究内容及意义
• 第二章 实验方法
• 2.1 实验原料
• 2.1.1 软锰矿
• 2.1.2 糖蜜酒精废液
• 2.1.3 主要试剂
• 2.2 浸出实验
• 2.3 脱色实验
• 2.4 动力学实验
• 2.4.1 可氧化性实验
• 2.4.2 动力学实验
• 2.5 分析方法
• 2.5.1 锰含量的分析
• 2.5.2 COD的分析
• 2.5.3 色度的分析
• 第三章 软锰矿浸出工艺
• 3.1 结果与讨论
• 3.1.1 浸出温度的影响
• 3.1.2 废液用量的影响
• 3.1.3 硫酸用量的影响
• 3.1.4 浸出时间的影响
• 3.2 小结
• 第四章 软锰矿氧化糖蜜酒精废液脱色的研究
• 4.1 吸光度测定标准曲线的建立
• 4.2 软锰矿用量的影响
• 2SO₄浓度的影响'>4.3 H₂SO₄浓度的影响
• 4.4 温度的影响
• 4.5 两段反应工艺
• 4.6 反应过程分析
• 4.7 小结
• 第五章 浸出过程的动力学分析
• 5.1 浸出过程的缩核模型
• 5.1.1 化学反应控制的动力学方程
• 5.1.2 外扩散控制的动力学方程
• 5.1.3 内扩散控制的动力学方程
• 5.2 糖蜜酒精废液还原能力的表征
• 5.2.1 可氧化性概念的引入
• 5.2.2 糖蜜酒精废液的可氧化性
• 5.2.3 糖蜜酒精废液用量与软锰矿浸出量的理论关系
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 搅拌速率对浸出速率的影响
• 5.3.2 温度对浸出速率的影响
• 5.3.3 粒度对浸出速率的影响
• 5.3.4 硫酸浓度对浸出速率的影响
• 5.3.5 废液浓度对浸出速率的影响
• 5.3.6 宏观动力学方程
• 5.4 小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文