【摘要】：隨著科技的進(jìn)步和工業(yè)的發(fā)展,環(huán)境問題日益突出,尤其是水污染問題嚴(yán)重影響了人民的日常生活和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。焦化廢水是一種非常難處理的工業(yè)廢水,工業(yè)上采用多種技術(shù)聯(lián)合處理焦化廢水�，F(xiàn)有處理工藝由于除油效率低,焦油類物質(zhì)可以造成后續(xù)蒸氨過程中蒸氨塔堵塞以及生物處理過程菌種活性下降等問題,另一方面隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高,對(duì)處理后水質(zhì)要求更高,需要對(duì)現(xiàn)有處理工藝進(jìn)行改進(jìn)。本研究采用多孔陶瓷對(duì)焦化廢水進(jìn)行預(yù)處理去除水中的焦油類物質(zhì),消除對(duì)后續(xù)處理過程的不利影響,并控制多環(huán)芳烴的擴(kuò)散。為使水質(zhì)能夠達(dá)標(biāo)排放,在生物處理后進(jìn)行強(qiáng)化處理措施,采用活性炭吸附和深度氧化過程,主要研究了活性炭和陶瓷-活性炭復(fù)合材料的制備與吸附。本文還針對(duì)重金屬離子廢水的治理問題,研究了低硅X分子篩和陶瓷-低硅X分子篩復(fù)合材料對(duì)重金屬離子的吸附脫除效果。本文研究了多孔陶瓷在焦化廢水預(yù)處理過程中的過濾作用,考察了過濾流量、過濾壓力、反沖洗再生方式、反沖洗時(shí)間等影響因素,優(yōu)化了操作條件。結(jié)果發(fā)現(xiàn),利用多孔陶瓷過濾預(yù)處理焦化廢水,可以有效去除焦化廢水的懸浮物和多環(huán)芳烴等各種油類化合物,避免此類有毒有害污染物對(duì)生化處理過程生物活性的影響,由于在初始階段去除了多環(huán)芳烴,這對(duì)有效控制多環(huán)芳烴的擴(kuò)散也起到了關(guān)鍵作用。通過在過濾器內(nèi)增設(shè)強(qiáng)化除油裝置,可以使過濾周期可以延長20%,焦油去除率可提高10%。針對(duì)過濾后水質(zhì)中酚含量較高的問題,重點(diǎn)研究了活性炭對(duì)水中酚類物質(zhì)的吸附特性。通過比較不同性質(zhì)活性炭的特征參數(shù)對(duì)吸附的影響,結(jié)果表明,活性炭對(duì)酚的吸附不僅與活性炭比表面積有關(guān),更取決于活性炭表面的基團(tuán)特征。堿性活性炭對(duì)酚的吸附優(yōu)于酸性活性炭,活性炭表面的含氧基團(tuán)有利于酚的吸附。以煤焦油瀝青為主要原料制備的活性炭對(duì)酚類化合物具有較好的吸附效果。利用煤焦油瀝青為原料,原位炭化和活化制備了陶瓷-活性炭復(fù)合材料,提高了陶瓷材料的吸附性能。陶瓷-活性炭復(fù)合材料的孔道內(nèi)生長的活性炭減小了陶瓷的孔徑,提高了陶瓷的過濾能力,復(fù)合材料的疏水性提高,增加了吸附性能。由于復(fù)合材料的優(yōu)異強(qiáng)度和表面性能,可以利用其作為污水深度氧化處理過程的催化劑載體。此外,本文還利用低硅X分子篩對(duì)重金屬離子的溶液進(jìn)行吸附,獲得了適宜的吸附操作條件,通過低硅X分子篩吸附可以有效去除溶液中的重金屬離子。采用原位合成的方法將低硅X分子篩成功負(fù)載在陶瓷表面,制備了陶瓷-分子篩復(fù)合材料,將合成的陶瓷-分子篩復(fù)合材料用于重金屬離子的吸附,吸附飽和后可以直接對(duì)其進(jìn)行再生處理,繼續(xù)利用,多次再生使用依然具有較好的吸附交換能力,復(fù)合材料與純粉末分子篩相比,在使用過程中操作更方便,不需要過濾分離即可回收和再生重復(fù)利用。
【圖文】：

雖然該工藝能夠消除熄焦廢水的產(chǎn)生，但是作為焦化廢水主要來源的蒸氨廢水并沒有減少。同時(shí)，由于處理后的焦化廢水不再回用于熄焦，這就要求焦化廢水處理必須達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，或改善處理效果回用于其他高水質(zhì)要求的場合。焦化廢水水質(zhì)主要受原料煤的組成、煉焦工藝等因素影響而有所不同，通常主要含有高濃度的酚、氰化物、硫氰化物和氨氮等，同時(shí)還含有難以生物降解的油類、吡啶等雜環(huán)化合物和萘、蒽、苯并芘等多環(huán)芳烴類化合物（PAHs）[7-10]。雜環(huán)化合物和多環(huán)芳香化合物不但穩(wěn)定性強(qiáng)，難以生物降解，而且通常具有致癌和致突變作用，危害非常大。由于焦化廢水中含有有害、有毒污染物種類多，而且水量大、水質(zhì)不穩(wěn)定，所以焦化廢水是一種處理難度非常大的工業(yè)污水。1.2.2 焦化廢水的處理技術(shù)由于焦化廢水組成復(fù)雜，有毒有害成分多，污染物種類和數(shù)量都很多，所以焦化廢水處理過程是一個(gè)復(fù)雜的綜合工藝技術(shù)，，目前工業(yè)上采用的主要處理過程如圖 1-1 所示。

中國石油大學(xué)（華東）博士學(xué)位論文17圖2-1 實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖Fig.2-1 A schematic diagram of experimental setup2.2.2 吸附及吸附等溫線的測定稱取不同質(zhì)量（m）的活性炭放入具塞錐形瓶中，加入初始濃度為 c0的酚溶液，放置于水浴恒溫振蕩器中在恒定溫度下，一定轉(zhuǎn)速下震蕩吸附，吸附至一定時(shí)間后用注射器取樣，經(jīng)微孔濾膜過濾后，使用液相色譜進(jìn)行酚含量分析。測得溶液中酚的濃度為ce，按式（2-1）計(jì)算活性炭吸附對(duì)酚的去除率。去除率(%)= (c0-ce) /c0×100 (2-1)式中，c0：酚溶液的初始濃度，mg L 1；ce：酚溶液的平衡濃度
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TQ424;X784

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 黃偉;賈艷秋;孫盛凱;;活性炭及其改性研究進(jìn)展[J];化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù);2006年05期

2 孫康;蔣劍春;;國內(nèi)外活性炭的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J];林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè);2009年06期

3 孫寶林;新型活性炭材料的特性及應(yīng)用[J];勞動(dòng)保護(hù);1995年04期

4 孫艷;;活性炭制備現(xiàn)狀及其研究進(jìn)展[J];中國資源綜合利用;2014年01期

5 韓相理;蘆春梅;;凈美兼具——活性炭工藝品材料和功能初探[J];美術(shù)大觀;2014年01期

6 魏娜,趙乃勤,賈威;活性炭的制備及應(yīng)用新進(jìn)展[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2003年05期

7 李夢青,王新征,居蔭軒,鄭永麗;鈣催化活化制備活性炭的研究進(jìn)展[J];河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2003年03期

8 王鵬,張海祿;表面化學(xué)改性吸附用活性炭的研究進(jìn)展[J];炭素技術(shù);2003年03期

9 崔靜,趙乃勤,李家俊;活性炭制備及不同品種活性炭的研究進(jìn)展[J];炭素技術(shù);2005年01期

10 竇智峰;姚伯元;;高性能活性炭制備技術(shù)新進(jìn)展[J];海南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 侯春燕;王公應(yīng);馮良榮;;活性炭載體改性進(jìn)展[A];第六屆全國工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會(huì)論文集[C];2009年

2 黃偉容;肖澤輝;;活性炭的成型、廢氣處理中的應(yīng)用及發(fā)展前景[A];2008全國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集[C];2008年

3 范武波;尹華強(qiáng);郭家秀;;活性炭改性方法研究[A];2012中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第三卷）[C];2012年

4 厲嘉云;馬磊;盧春山;李小年;;處理方法對(duì)活性炭載體及負(fù)載鈀催化劑性能的影響[A];第一屆全國化學(xué)工程與生物化工年會(huì)論文摘要集(上)[C];2004年

5 苗婷;周朝華;嚴(yán)春曉;程振興;;活性炭在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用[A];公共安全中的化學(xué)問題研究進(jìn)展（第三卷）[C];2013年

6 陳翠蘭;張本山;高凌云;李芬芬;周雪;;吸附劑活性炭的制備與在處理廢水中的應(yīng)用[A];2010第二屆中國食品安全高峰論壇論文集[C];2010年

7 湯華民;李江存;舒一蘭;;活性炭材料在空氣凈化中的應(yīng)用[A];公共安全中的化學(xué)問題研究進(jìn)展（第二卷）[C];2011年

8 代曉東;劉欣梅;錢嶺;張建;閻子峰;;天然氣吸附用活性炭制備的放大試驗(yàn)研究[A];第十三屆全國催化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

9 蔡芬芬;朱義年;梁美娜;;活性炭改性的研究進(jìn)展及其應(yīng)用[A];2008中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)優(yōu)秀論文集（上卷）[C];2008年

10 侯敏;劉力;王璐;梁海潮;鄧正華;;氧化劑(NH_4)_2S_2O_8處理活性炭對(duì)儲(chǔ)能性能的影響[A];第十二屆中國固態(tài)離子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前4條

1 本報(bào)記者 明 江;“漂亮”的治污殺手[N];中國商報(bào);2004年

2 何應(yīng)松;凈化室內(nèi)空氣“黑鉆金烏碳”是一絕[N];中華建筑報(bào);2004年

3 黃宇;為了人們飲水健康[N];中國信息報(bào);2010年

4 本報(bào)記者 張輝　林澤攀 王建蘭;讓產(chǎn)品更好地滿足市場高品質(zhì)需求[N];中國綠色時(shí)報(bào);2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 于劍峰;陶瓷基孔材料的設(shè)計(jì)、制備及其在污水處理中的應(yīng)用[D];中國石油大學(xué)(華東);2013年

2 王玉新;毛竹活性炭的制備及其應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2007年

3 解立平;城市固體有機(jī)廢棄物制備活性炭的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（過程工程研究所）;2003年

4 代曉東;石油焦基活性炭的制備、修飾與應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];中國石油大學(xué);2008年

5 孫康;果殼活性炭孔結(jié)構(gòu)定向調(diào)控及應(yīng)用研究[D];中國林業(yè)科學(xué)研究院;2012年

6 楊繼亮;活性炭在卷煙濾嘴及煙草加工廢水中的應(yīng)用[D];南京林業(yè)大學(xué);2013年

7 陳云;活性炭及其改性催化劑應(yīng)用于碘化氫分解的性能及機(jī)理研究[D];浙江大學(xué);2010年

8 王靜;濕生植物基活性炭的制備、表征及其對(duì)重金屬鎳離子吸附性能的研究[D];山東大學(xué);2014年

9 鄒學(xué)權(quán);水處理用活性炭的微波改性與再生[D];浙江大學(xué);2008年

10 楊坤彬;物理活化法制備椰殼基活性炭及其孔結(jié)構(gòu)演變[D];昆明理工大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 賴奕堅(jiān);成型活性炭的銀離子吸附研究[D];上海交通大學(xué);2009年

2 苗東旭;玉米芯基活性炭的制備及其對(duì)二價(jià)鋅離子吸附性能的研究[D];河北大學(xué);2014年

3 崔穎;以蘆葦為原料多種活性炭材料的制備及其吸—脫附性能研究[D];天津理工大學(xué);2015年

4 張雙雙;活性炭改性對(duì)氣相污染物甲醛及氨吸附去除影響的研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

5 王勇;無患子殘?jiān)钚蕴恐苽浼捌湮叫阅艿难芯縖D];福建師范大學(xué);2015年

6 王大龍;配煤法煙氣脫硫活性炭的制備研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

7 黃珊珊;HyperCoal基活性炭制備雙電層電容器電極的研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

8 曾樂;聚酰亞胺基活性炭的制備及性能的研究[D];大連理工大學(xué);2015年

9 侯德粉;活性炭改性及其對(duì)含氫混合氣吸附性能的研究[D];大連理工大學(xué);2015年

10 張微;堿活化石油焦制備活性炭過程中插層鉀的脫插研究[D];大連理工大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2691648