改性活性炭对水中2，4，6-TCP的吸附及微波再生的实验研究

论文摘要

氯酚类有机物质种类繁多,是一类典型的水体三致污染物,其降解及消除一直备受关注,采用活性炭吸附法去除氯酚物质一直是人们研究的热点。微波由于其具有加热速度快,选择性强等优点,近年来广泛应用于活性炭的再生工艺。本文以2,4,6-TCP为研究对象,对水中2,4,6-TCP在铁锰改性活性炭柱上的穿透特性及吸附饱和活性炭的微波再生进行了研究。研究结果如下：1、铁锰改性活性炭对水中低浓度2,4,6-TCP的动态吸附效果较好,用Yoon-Nelson模型对实验数据进行拟合,重合性很好,说明Yoon-Nelson模型能够较为准确地预测2,4,6-TCP溶液在改性活性炭柱上穿透特性。2、活性炭柱进水流量越大,穿透曲线就越陡,到达吸附穿透点的时间也越早。对不同流量下得出的穿透曲线用Yoon-Nelson模型进行数值模拟,计算结果与实验结果符合较好,ln[Ci/Co-Ci]与t都保持着良好的线性关系,相关系数R2均在0.9以上。流量对Yoon-Nelson模型各参数的影响分别为：T值随着进水流量的增加而降低,而k’值则升高。K’与流量呈线性关系,而T、t1,t2与流量之间呈现幂函数关系。3、微波功率,微波辐照时间,活性炭装填量都会对再生产生影响,正交实验表明,各因素对微波再生的影响程度大小依次是：微波功率,微波辐照时间,活性炭装填量,微波辐照再生载2,4,6-TCP活性炭的最优条件是：微波功率450w,微波辐照时间6min,活性炭装填量为3g。4、通过六次重复吸附／再生实验,比较了再生前后活性炭的吸附性能,结果显示,再生一次后的活性炭对2,4,6-TCP的吸附能力优于原炭,再生三次和六次后的活性炭的吸附性能虽有所降低,但还是有比较好的吸附效果。5、经过多次微波再生以后的活性炭,不仅能维持较好的吸附性能,炭损耗率也较低,活性炭经六次再生后,总的损耗率仅为5.45%。可见,微波再生活性炭无论在技术上还是经济上都是可行的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 氯酚类物质的特性
• 1.3 氯酚类物质处理方法的研究进展
• 1.3.1 物理法
• 1.3.2 化学法
• 1.3.3 生物法
• 1.3.4 其他方法
• 1.4 吸附基础原理
• 1.5 吸附模型简述
• 1.5.1 吸附平衡模型
• 1.5.2 吸附动态模型
• 1.6 活性炭在水处理中的应用
• 1.6.1 给水方面的应用
• 1.6.2 城市污水处理中的应用
• 1.6.3 工业废水处理中的应用
• 1.7 活性炭改性技术的研究进展
• 1.7.1 表面结构特性的改性
• 1.7.2 表面化学性质的改性
• 1.7.3 电化学性质的改性
• 1.8 活性炭再生技术的研究进展
• 1.8.1 热再生法
• 1.8.2 湿式氧化再生法
• 1.8.3 溶剂再生法
• 1.8.4 生物再生法
• 1.8.5 电化学再生法
• 1.8.6 超临界流体再生法
• 1.8.7 超声波再生法
• 1.8.8 臭氧氧化再生法
• 1.8.9 微波辐照再生法
• 1.8.10 本研究活性炭再生方法的选择
• 1.9 微波再生技术的研究
• 1.9.1 微波加热理论
• 1.9.2 微波加热的特点
• 1.9.3 微波再生技术研究进展
• 1.10 选题依据和研究目的
• 1.11 研究内容
• 1.12 研究特色
• 第2章 改性活性炭对2,4,6-TCP的动态吸附研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验器材
• 2.2.1 实验试剂与材料
• 2.2.2 实验仪器与设备
• 2.2.3 实验装置
• 2.2.4 改性活性炭的的制备
• 2.3 实验方法与分析
• 2.3.1 2,4,6-TCP的标准溶液的的配置及标准曲线的制作
• 2.3.2 改性活性炭吸附穿透特性
• 2.3.3 吸附穿透曲线模型
• 2.3.4 动态吸附容量
• 2.3.5 不同流量对穿透特性的影响
• 2.4 本章小结
• 第3章 改性活性炭的微波再生研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验器材
• 3.2.1 实验试剂与材料
• 3.2.2 实验仪器与设备
• 3.3 实验装置
• 3.3.1 再生反应器材料的选择
• 3.3.2 微波再生装置图
• 3.3.3 载气的选择
• 3.3.4 微波泄漏的控制
• 3.3.5 微波泄漏的检测
• 3.4 实验方法与分析
• 3.4.1 吸附剂评价指标
• 3.4.2 改性活性炭微波再生的单因素实验
• 3.4.3 再生正交实验及结果分析
• 3.4.4 再生次数对活性炭吸附2, 4, 6-TCP的影响
• 3.4.5 再生次数对活性炭损耗率的影响
• 3.5 本章小结
• 第4章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果