新型纤维除油材料的制备方法及处理含油废水的研究

论文摘要

当油进入水体,会形成油水乳化液或者漂浮在水体表面形成油膜。由于油中含有有毒有害成分,即使浓度很低的含油废水都会对传统污水处理系统中的细菌构成威胁,破坏水处理系统运行。所以含油废水必须在排放前进行处理。本文通过对腈纶材料表面进行疏水改性处理,提高它亲油疏水性能,将它作为新的油处理材料,测试了改性材料除油的效果。实验在静态和动态两种条件下进行,具体研究内容及结论如下:(1)研究了纤维表面改性的最佳条件,实验结果表明,催化剂量、乙醇量、反应时间及反应温度是影响改性效果的主要因素。最佳改性条件是:催化剂、乙醇和纤维材料的质量比为16:50:1、反应时间为1小时、反应温度为90℃。(2)通过红外光谱测试不同反应条件下的纤维样品,证实了改性反应在纤维表面发生。用光学显微镜观察改性前后的纤维,结果表明纤维改性后直径增粗,表面粗糙度增加。(3)研究了纤维在纯油中的吸附能力,实验表明,改性纤维对SAE 30、MEO和SAE 50的吸附量分别为16.8 g/g、15.8 g/g和17.9 g/g。相比未改性的纤维而言,改性纤维对油SAE 30、MEO和SAE 50的吸附量分别增加了65.5%、25%和20%。(4)水的存在会降低纤维的吸油量,在水体表面吸附1小时后,改性纤维对SAE 30、SAE 50和MEO的吸附量比未改性纤维分别高79.3%、78.6%和67.5%。改性纤维吸附能力随利用次数下降,但是重复用3次后吸油量下降不超过25%。(5)研究了纤维作为填料在粗粒化床中的除油效果,结果表明,通过改性反应提高了油和纤维之间的吸附作用力,改性纤维对油的去除效果比未改性纤维要好。对于改性纤维填料,最佳填料密度为105 kg/m3,最佳床层长度是3cm,在最佳条件下改性粗粒化床在低、中、高三种流速下对油的去除率分别为97.3%、93.5%和84.9%。对于未改性纤维,最佳填料密度为35 kg/m3,最佳床层长度为3cm,在最佳条件下未改性粗粒化床对低、中、高三种流速的含油废水的油去除率分别为95%、82%和71%。研究结果表明,通过改性方法回收利用固体腈纶纤维做油处理材料是切实可行的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 本课题研究的目的及意义
• 1.3 国内外相关技术发展研究现状
• 1.3.1 含油废水的种类及性质
• 1.3.2 国内外研究现状
• 1.3.3 需要解决的问题
• 1.4 本课题的主要研究内容
• 第2章 改性腈纶纤维（MPANF）的制备条件研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验原理
• 2.3 实验材料与方法
• 2.3.1 主要试剂与仪器
• 2.3.2 实验装置及方法
• 2.4 实验结果与分析
• 2.4.1 反应条件对纤维在纯油中吸附能力的影响
• 2.4.2 反应条件对纤维在油水混合物中吸附能力的影响
• 2.5 本章小结
• 第3章 材料微观变化的表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料和方法
• 3.2.1 主要试剂与仪器
• 3.2.2 实验装置与方法
• 3.3 实验结果与分析
• 3.3.1 光学显微镜分析
• 3.3.2 红外光谱扫描分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 纤维在静态下除油能力的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料和方法
• 4.2.1 主要试剂与仪器
• 4.2.2 实验装置与方法
• 4.3 实验结果与分析
• 4.3.1 纤维和油分离过程的研究
• 4.3.2 纯油中吸附能力的研究
• 4.3.3 纤维重复利用吸附能力的研究
• 4.3.4 纤维在水体表面的除油能力研究
• 4.4 本章小结
• 第5章 纤维在动态条件下除油能力的研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验材料和方法
• 5.2.1 主要试剂与仪器
• 5.2.2 实验装置及方法
• 5.3 试验结果与分析
• 5.3.1 最佳填料密度的选择
• 5.3.2 最佳填料层长度的优化
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢