【摘要】：煤焦油加工廢水是一種難降解的工業(yè)廢水,其生化出水的COD和NH3-N往往無法達標排放。使用粉末活性炭對煤焦油加工廢水進行深度處理是解決其生化出水無法達標排放的一種方法,但由于對粉末活性炭的再生技術(shù)研究很少,其應(yīng)用存在限制。因此,尋找經(jīng)濟技術(shù)可行的再生方法具有重要的理論和現(xiàn)實意義。本文利用粉末活性炭對煤焦油加工廢水的生化出水進行吸附處理,以吸附前后廢水的COD作為指標,評價粉末活性炭的處理效率,研究最佳吸附條件；對粉末活性炭進行等溫式和吸附動力學(xué)模擬；研究飽和活性炭的最佳熱再生條件,對飽和活性炭進行熱分析實驗研究。在實驗的基礎(chǔ)上,設(shè)計深度處理的工藝為二級逆流吸附,分析其經(jīng)濟可行性。以煤焦油加工廢水的生化出水為研究對象,考察粉末活性炭投加量、吸附時間、溶液pH值、反應(yīng)溫度對廢水COD去除效率的影響。結(jié)果表明：影響煤焦油加工廢水COD去除率的主次因素依次為：活性炭投加量、反應(yīng)時間、溶液pH及反應(yīng)溫度。最佳處理條件為：當(dāng)活性炭投加量2 g·L-1,保持原水(生化出水)的pH值,在室溫下反應(yīng)30 min,處理后廢水的COD為28.0 mg·L-1,去除率達至83.1%。對飽和粉末活性炭進行熱再生研究,考察再生溫度、再生時間對其再生吸附能力的影響,并研究再生次數(shù)對粉末活性炭再生效果的影響。結(jié)果表明：最佳再生條件為250℃加熱30 min,此條件下活性炭第一次再生的再生效率為105.1%；經(jīng)7次再生后,粉末活性炭的再生效率均在90%以上,具有良好的再生效果。粉末活性炭對煤焦油加工廢水生化出水的吸附等溫線符合Freundlich等溫式；吸附動力學(xué)符合二級反應(yīng)動力學(xué)模型,對COD的吸附容量隨著溫度的升高而降低說明此吸附過程主要是物理吸附而不是化學(xué)吸附。測定飽和粉末活性炭的熱重-差熱曲線。結(jié)果表明：粉末活性炭再生后吸附能力的恢復(fù)主要是因為污染物發(fā)生脫附行為,而不是發(fā)生分解。污染物發(fā)生脫附行為主要是在250-400℃區(qū)間,這與熱再生的實驗結(jié)果相符合。低溫?zé)嵩偕勰┗钚蕴砍闪⒑?以粉末活性炭做吸附劑,采用二級逆流吸附工藝處理煤焦油加工廢水的生化出水,處理后的COD能滿足《山東省南水北調(diào)沿線水污染物綜合排放標準》(DB37/599-2006)規(guī)定中COD排放標準。根據(jù)Freundlich吸附等溫式中的相關(guān)參數(shù),計算粉末活性炭對污染物的吸附量,求出第二級吸附應(yīng)投加的新鮮粉末活性炭的量。將第一級吸附后的粉末活性炭用低溫?zé)嵩偕椒ㄟM行再生后回用,重復(fù)使用7次。粗略計算,使用該工藝處理生化出水的成本約在4.38元/t廢水。
【圖文】：

邐－０．００５８０邐０．９７１邐０．００８Ｓ＞２邐１．８３６邐０．％２逡逑由圖３－５可知，枿著溫度的增加，粉末活性炭的吸附量略有降低，因此粉末逡逑活性炭對煤焦油加工廢水生化出水的吸附是一個放熱過程。根據(jù)表３－４，逡逑Ｌａｎｇｍｕｉｒ擬合中，ｑｍ是指粉末活性炭對ＣＯＤ的單層最大吸附量，其值為負，逡逑２０逡逑

吸附與Ｆｒｅｕｎｄｌｉ油公式的吻合較好。逡逑在３５邋°Ｃ下，對粉末活性炭對ＣＯＤ的吸附過程進行Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ等媼線線性回逡逑歸處理，結(jié)果見圖３－６。逡逑？邋４．５邋－１邐逡逑Ｃ逡逑—邋４０－逡逑ｙ邋＝邋２．８３７７Ｘ邋－邋９．４３３４邐＃逡逑３．５邋－邐Ｒ２邋＝邋０．９４４１邐Ｊ／逡逑３．０邐－逡逑：：逡逑１．５－邐＾逡逑１．０邐－逡逑０．５邋－逡逑０．０邋－Ｉ邐邐＊邐＊邐Ｌ邐逡逑３．０邐３．５邐４．０邐４．５邐５．０逡逑ＩｎＣｅ逡逑圖３－６粉末活性炭吸附等溫式擬合結(jié)果逡逑由圖３－６可看出，，其斜率為２．８３７，相關(guān)系數(shù)為０．９４４，粉末活性炭對煤焦油逡逑加工廢水生化出水的吸附與Ｆｒｅｕｎｄｌｉ化等溫式具有較好的相關(guān)性。逡逑３．邋７吸附動力學(xué)逡逑采用２．５節(jié)中的實驗方法，研究粉末活性炭對煤焦油加工廢水的生化出水的逡逑吸附動力學(xué)特性，結(jié)果見圖３－７。并分別采用Ｌａｇｅｒｇｒｅｎ邋—級動力學(xué)方程和二級逡逑動力學(xué)方程對粉末活性炭對煤焦油加工廢水的生化出水的吸附動力學(xué)進行擬合。逡逑Ｌａｇｅｒｇｒｅｎ邋—級動力學(xué)方程：逡逑Ｉｎ邋（ｑｅ邋—邋ｑＯ邋＝邋Ｉｎｑｅ邋—邋ｋｉｔ邐（式邋３—５）逡逑擬二級動力學(xué)方程；逡逑ｔｉｔ邐、逡逑＾邋＝邐＋邋＾邐材邋３－６）逡逑２１逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X784

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本文編號：2553004