树脂吸附法处理气化废水研究

论文摘要

采用煤加压气化工艺制取煤气对于缓解中国目前的能源紧张问题有着极为重要的意义,但是,在煤气化过程中会产生大量的废水,废水成分复杂,主要为各种酚类物质,另外含有氨氮、氰化物、硫化物及多环芳烃等,对环境和人类健康有很大的危害。酚类（苯酚及其衍生物）是工业废水中常见的高毒性、难降解有机物,同时又是有机化工的基本原料。采用树脂吸附法处理煤气化废水可实现废水的有效治理和污染物的资源化,因此,采用树脂吸附法处理煤气化废水,将对社会效益、环境效益、经济效益产生重大意义。树脂吸附材料有吸附容量高、再生性好的特点,在对煤气化废水进行深度处理方面已有应用,但是对高浓度气化废水进行处理的相关报道不多。本文首先对5种市售除酚树脂进行筛选,结果表明HPD-950树脂对苯酚和间苯二酚的吸附效果最好。采用模拟气化废水,对HPD-950的吸附和再生行为进行了深入的研究,在此基础上利用HPD-950对实际煤气化废水进行了处理,结果如下：本研究所筛选的HPD-950树脂对苯酚和间苯二酚的吸附基本在1h内达到平衡,吸附过程在一定程度上均符合Langmiur和Freundlich吸附模型,为自发的放热过程；吸附动力学符合一级动力学方程；苯酚和间苯二酚共存时会形成竞争吸附,铵盐的存在有利于树脂吸附苯酚,而油类和S2-的存在不利于树脂的吸附。树脂动态吸附结果表明,吸附流速越低,树脂床层高度越高,高径比越大,进水浓度越低,吸附效果越好,但此处理工艺也同时存在处理时间长、单位处理效率低的不足,综合考虑处理效率和投资成本,最优工艺为：在常温下用HPD-950树脂处理高浓度含酚废水,废水流速为6BV/h,床层高径比为10：1左右。甲醇、乙醇、丙酮、碱液、80%碱性乙醇、80%乙醇对HPD-950树脂的再生效果依次为丙酮>80%碱性乙醇>碱液>乙醇>甲醇>80%乙醇。采用80%碱性乙醇以5BV/h的流速进行脱附再生,树脂再生6次后,吸附效果在97.5%以上。采用HPD-950树脂处理实际煤气化废水,pH值的调节对废水总酚和COD的吸附去除率影响不显著。最优处理工艺为：在常温下,树脂床层高径比为10：1左右,以6BV/h吸附流速处理过滤后的煤气化废水,出水酚类去除效率在95%以上。采用1BV清水+3BV80%碱性乙醇组合,以5BV/h再生工艺进行再生。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 综述
• 1.1 课题概述
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 废水的来源和特点
• 1.2 气化废水处理技术概述
• 1.2.1 一级处理技术
• 1.2.2 二级处理技术
• 1.2.3 深度处理技术
• 1.2.4 存在问题
• 1.3 树脂吸附处理技术
• 1.3.1 树脂的吸附原理
• 1.3.2 树脂吸附影响因素
• 1.3.3 树脂再生
• 1.3.4 树脂应用
• 1.3.5 存在问题
• 1.4 实验研究思路、内容和预期目标
• 2 树脂筛选
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 树脂和药品
• 2.1.2 仪器
• 2.1.3 实验方法
• 2.1.4 分析方法
• 2.2 实验结果与讨论
• 2.3 本章小结
• 3 HPD-950吸附处理模拟酚溶液
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 树脂和药品
• 3.1.2 仪器
• 3.1.3 树脂静态吸附实验方法
• 3.1.4 树脂动态吸附实验方法
• 3.1.5 树脂再生实验方法
• 3.1.6 分析方法
• 3.2 实验结果与讨论
• 3.2.1 树脂静态吸附实验结果
• 3.2.2 树脂动态吸附实验结果
• 3.2.3 树脂脱附再生实验
• 3.3 本章小结
• 4 HPD-950树脂吸附处理实际废水研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 树脂和药品
• 4.1.2 仪器
• 4.1.3 实际废水处理实验方法
• 4.1.4 分析方法
• 4.2 实验结果与讨论
• 4.2.1 调节废水pH对树脂吸附效果的影响
• 4.2.2 COD和总酚去除关系
• 4.2.3 实际废水进水流速对去除效果的影响
• 4.2.4 树脂床层高度对实际废水吸附效果的影响
• 4.2.5 树脂床层高径比对实际废水吸附效果的影响
• 4.2.6 树脂使用次数与再生效果
• 4.3 本章小结
• 5 结论与建议
• 5.1 实验结论
• 5.2 展望和建议
• 参考文献
• 个人简历
• 致谢