【摘要】：吸附分離技術由于具有成本低、操作簡單等優(yōu)點,被認為是一種有著廣闊應用前景的廢水處理技術。然而其分離效率受到顆粒吸附過程難以連續(xù)和難以適用于懸浮液體系的限制。為了解決這一問題,本文提出使用帶式吸附代替顆粒吸附,將氣浮技術與帶式吸附分離耦合,以染料作為分離模型,建立可直接用于懸浮液廢水體系的高效的連續(xù)氣助帶式吸附分離方法。主要研究內(nèi)容如下:(1)首先以含豐富羥基、酯基等官能團的廉價滌綸作為帶式吸附劑,探討了該帶式吸附劑對剛果紅染料的吸附與脫附性能,進一步考察了染料初始濃度、pH值和離子強度對吸附效果的影響。結(jié)果表明:帶式吸附劑的最大飽和吸附容量為460.83 mg/m~2,帶式吸附可在120 min內(nèi)達到吸附平衡,5 min內(nèi)吸附率可達平衡吸附率的16%,用乙醇作為脫附劑,其脫附率在5 min內(nèi)可達24.76%,約10 min達到脫附平衡,脫附率為26.79%。(2)其次設計并搭建間歇氣助帶式吸附分離裝置,考察了剛果紅初始濃度、pH值、離子強度、氣體流速及表面活性劑(CTAB)等參數(shù)對間歇氣助帶式吸附分離效果的影響,獲取了其吸附動力學特征,進一步探討了該方法對懸浮液廢水的適用性。結(jié)果表明:氣浮能顯著加速吸附分離過程,在優(yōu)化的分離條件下,氣助帶式吸附分離30 mg/L的剛果紅廢水,在165 min對廢水中的剛果紅可實現(xiàn)97%以上的去除率;以含300 mg/L的細泥漿(淤泥)、30 mg/L的剛果紅作為模擬懸浮廢水,該方法用于直接處理這些懸浮廢水,在450 min對剛果紅的去除率可達92.60%,且?guī)轿絼┠芘c懸浮液母液實現(xiàn)良好的分離。(3)最后在連續(xù)進料條件下,開展了氣浮、帶式吸附、脫附和洗滌全流程耦合過程的研究,在獲得對應于各流量下達到連續(xù)穩(wěn)態(tài)操作所需時間的基礎上,考察并優(yōu)化了剛果紅初始濃度、pH值、離子強度、氣體流速、表面活性劑(CTAB)及進料流量等參數(shù)對全流程連續(xù)氣助帶式吸附分離效果的影響,并進一步考察了該方法用于直接連續(xù)處理懸浮廢水的可行性和帶式吸附劑的循環(huán)使用性能。結(jié)果表明:實現(xiàn)全流程連續(xù)氣助帶式吸附分離過程是可行且高效的,在優(yōu)化的分離條件下,所設計的小型實驗分離裝置連續(xù)處理30 mg/L的剛果紅模擬廢水,連續(xù)處理量為20 mL/min,剛果紅的去除率可達98%以上,且該帶式吸附劑連續(xù)運行450min,約循環(huán)使用30次后,對剛果紅的去除率依舊可達到90.15%。進一步直接處理含淤泥濃度為100 mg/L的該模擬廢水,連續(xù)處理量為20 mL/min,剛果紅的去除率可達87.63%,且?guī)轿絼┠芎芎玫赝瑧腋∫褐械念w粒實現(xiàn)分離。
【圖文】：

溶液 1 L 待用。3.2.3 間歇氣助帶式吸附分離裝置與實驗過程圖3.1為自主設計并搭建的間歇氣助帶式吸附分離裝置，主要由氣助裝置（包括氮氣瓶、轉(zhuǎn)子流量計、減壓閥、氣浮柱）、滑輪、電機驅(qū)動輪、帶式吸附劑、脫附槽和洗滌槽組成，氣浮柱的內(nèi)徑 4 cm、柱內(nèi)高 23 cm，上端方形槽長 6 cm，寬 6 cm。氣浮柱的頂部設置有被滑輪固定位置的帶式吸附劑。電機驅(qū)動輪帶動帶式吸附膜的運轉(zhuǎn)，脫附槽中裝有脫附液無水乙醇，洗滌槽裝有洗滌液超純水。圖3.1 間歇氣助帶式吸附分離設備的結(jié)構示意圖1.氮氣瓶，2.減壓閥，3.轉(zhuǎn)子流量計

吸附劑上的有效吸附位點又是有限的，，由此導致方面，由于沒有氣助過程，帶式吸附劑只能吸附其周圍如圖 3.2 左所示。而氣助過程可以將溶液中的剛果紅分的液面附近，并使剛果紅分子在此富集，從而更容易被現(xiàn)對整個溶液中剛果紅染料的分離，如圖 3.2 右所示。脫附過程都可以促進帶式吸附劑對剛果紅染料的分離表 3.3 單一過程與耦合過程分離性能對比表連續(xù)氣助吸附脫附分離連續(xù)氣助吸附分離無脫附氣助吸附分離無脫附（隔 3min 轉(zhuǎn)一次）130 min 130 min 130 min 90.64% 83.83% 71.28% 25 cm（整個氣浮柱）25 cm（整個氣浮柱）25 cm（整個氣浮柱）
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X703;O647.3

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本文編號：2699478