改性生物質(zhì)材料對水中苯胺的吸附性能及去除工藝研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-10 17:39
近年來,我國突發(fā)水污染重大事件頻發(fā),給區(qū)域生態(tài)環(huán)境和人民健康造成了嚴(yán)重威脅。為應(yīng)對輸水明渠可能存在的突發(fā)水污染事故,開展了水污染應(yīng)急處置技術(shù)的研究。吸附法是目前可以將污染物從水中直接移除的主要方法,已多次應(yīng)用于突發(fā)水污染事件的應(yīng)急處置中,但已有應(yīng)急處置吸附材料和工藝仍普遍存在準(zhǔn)備時(shí)間長、流阻大、不便施用和較難回收等現(xiàn)實(shí)問題,難以滿足輸水明渠的現(xiàn)場適用需求。研究結(jié)合明渠突發(fā)水污染事故的處置需求,以苯胺為目標(biāo)物質(zhì),采用資源豐富的生物質(zhì)材料,改性制備了顆粒狀和纖維狀吸附材料,并深入開展了相關(guān)吸附機(jī)理的探討,針對明渠的典型工況,研發(fā)了過流能力大、機(jī)動靈活性強(qiáng)的吸附工藝。研究分別以木屑和黃麻為基體制備了顆粒狀和纖維狀的吸附材料。以木屑為基體、檸檬酸(CA)為交聯(lián)劑,采用接枝β-環(huán)糊精(β-CD)的方法制備了改性木屑顆粒吸附劑。優(yōu)化后的制備條件為:木屑1.00 g、磷酸二氫鈉0.25 g,磷酸二氫鈉、CA和β-CD摩爾比為1:3:1,于160℃下反應(yīng)20 min。改性后木屑的表面覆蓋了一層含β-CD的親水性有機(jī)膜,說明β-CD被接枝。改性木屑顆粒適用的p H值范圍為4.5-8.5,吸附反應(yīng)15 m...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:147 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題來源
1.2 課題背景及研究的目的和意義
1.2.1 課題背景
1.2.2 研究的目的和意義
1.3 苯胺的性質(zhì)及危害
1.4 水源有機(jī)污染物處置技術(shù)研究進(jìn)展
1.4.1 吸附法
1.4.2 氣浮法
1.4.3 化學(xué)氧化法
1.4.4 生物法
1.5 明渠水污染處置技術(shù)研究進(jìn)展
1.5.1 水利工程調(diào)度技術(shù)
1.5.2 吸附攔截處置技術(shù)
1.6 改性生物質(zhì)吸附材料的研究現(xiàn)狀
1.6.1 生物質(zhì)材料的組成及吸附劑制備
1.6.2 改性生物質(zhì)材料在水處理中的應(yīng)用
1.7 研究內(nèi)容和技術(shù)路線
1.7.1 研究內(nèi)容
1.7.2 技術(shù)路線
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 改性生物質(zhì)吸附材料的制備
2.2.2 材料的表征方法
2.2.3 靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)
2.2.4 水樣的分析方法
2.2.5 固定床吸附研究
2.2.6 動態(tài)吸附參數(shù)計(jì)算
2.3 靜態(tài)及動態(tài)吸附模型
2.3.1 靜態(tài)吸附動力學(xué)模型
2.3.2 吸附等溫線模型
2.3.3 固定床吸附動力學(xué)模型
第3章 改性生物質(zhì)材料的制備及對水中苯胺的吸附性能研究
3.1 引言
3.2 改性木屑顆粒的制備及表征
3.2.1 改性木屑顆粒的制備原理
3.2.2 制備過程影響因素分析
3.2.3 改性木屑顆粒的表征
3.3 改性木屑顆粒對水中苯胺的吸附性能研究
3.3.1 初始濃度對吸附性能的影響
3.3.2 pH值對吸附性能的影響
3.3.3 溫度對吸附性能的影響
3.3.4 時(shí)間對吸附性能的影響
3.4 改性黃麻纖維的制備及表征
3.4.1 改性黃麻纖維的制備原理
3.4.2 制備過程影響因素分析
3.4.3 改性黃麻纖維的表征
3.5 改性黃麻纖維對水中苯胺的吸附性能研究
3.5.1 初始濃度對吸附性能的影響
3.5.2 pH值對吸附性能的影響
3.5.3 溫度對吸附性能的影響
3.5.4 時(shí)間對吸附性能的影響
3.6 本章小結(jié)
第4章 改性生物質(zhì)材料對水中苯胺的吸附熱力學(xué)與動力學(xué)分析
4.1 引言
4.2 改性木屑顆粒對苯胺的吸附熱力學(xué)與動力學(xué)分析
4.2.1 吸附等溫線
4.2.2 吸附熱力學(xué)
4.2.3 吸附動力學(xué)
4.3 改性黃麻纖維對苯胺的吸附熱力學(xué)與動力學(xué)分析
4.3.1 吸附等溫線
4.3.2 吸附熱力學(xué)
4.3.3 吸附動力學(xué)
4.4 本章小結(jié)
第5章 改性生物質(zhì)材料的動態(tài)吸附過程及固定床吸附工藝研究
5.1 引言
5.2 改性生物質(zhì)材料對苯胺的動態(tài)吸附過程分析
5.2.1 改性木屑顆粒對苯胺的動態(tài)吸附
5.2.2 改性黃麻纖維對苯胺的動態(tài)吸附
5.3 雙濾層固定床吸附工藝研究
5.3.1 雙濾層固定床反應(yīng)器的構(gòu)建
5.3.2 吸附性能分析
5.3.3 明渠水污染離線處置工藝設(shè)計(jì)
5.4 折流式固定床吸附工藝研究
5.4.1 折流式固定床反應(yīng)器的構(gòu)建
5.4.2 吸附性能分析
5.4.3 明渠水污染在線處置案例分析
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]利用木質(zhì)纖維素廢棄物吸附重金屬離子的研究進(jìn)展[J]. 聶發(fā)輝,劉榮榮,周永希,劉占孟. 水處理技術(shù). 2016(01)
[2]南水北調(diào)中線干線水質(zhì)安全應(yīng)急調(diào)控與處置關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 王浩,鄭和震,雷曉輝,蔣云鐘. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 2016(02)
[3]苯胺生產(chǎn)技術(shù)及國內(nèi)苯胺裝置概況[J]. 周蓮鳳. 合成技術(shù)及應(yīng)用. 2015(03)
[4]木屑黃原酸鹽對雙離子體系中銅鎳的吸附[J]. 夏璐,胡伊旭,張博涵,李國磊. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2014(05)
[5]南水北調(diào)中線干渠突發(fā)水污染事故應(yīng)急控制策略[J]. 房彥梅,張大偉,雷曉輝,吳輝明,桑國慶. 南水北調(diào)與水利科技. 2014(02)
[6]改性木屑對水中剛果紅的吸附性能研究[J]. 吳艷,羅漢金,王侯. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2014(07)
[7]2000—2011年國內(nèi)重大突發(fā)性水污染事件統(tǒng)計(jì)分析[J]. 艾恒雨,劉同威. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2013(04)
[8]苯胺生產(chǎn)技術(shù)與市場分析[J]. 姜盛紅,吳麗梅,金紅,常青. 化工科技. 2013(04)
[9]山茶籽粉吸附亞甲基藍(lán)的性能研究[J]. 張佳,任秉雄,王鵬,王崇臣. 環(huán)境化學(xué). 2013(08)
[10]Adsorption of heavy metal ions from aqueous solution by carboxylated cellulose nanocrystals[J]. Xiaolin Yu,Shengrui Tong,Maofa Ge,Lingyan Wu,Junchao Zuo,Changyan Cao,Weiguo Song. Journal of Environmental Sciences. 2013(05)
博士論文
[1]生物質(zhì)材料對重金屬污染物銅的吸附研究[D]. 陳鈺.西南交通大學(xué) 2015
[2]生物改性木質(zhì)纖維素材料制備溢油吸附劑的特性和機(jī)理研究[D]. 彭丹.華南理工大學(xué) 2013
[3]復(fù)雜條件下突發(fā)水污染事故應(yīng)急模擬研究[D]. 陶亞.中央民族大學(xué) 2013
[4]含酚廢水在結(jié)構(gòu)化固定床上的吸附動力學(xué)[D]. 邵琰.華南理工大學(xué) 2013
[5]改性稻草去除水中SO42-和Cr(Ⅵ)的特性和機(jī)理研究[D]. 曹威.華南理工大學(xué) 2012
[6]跨界河流水污染應(yīng)急決策支持系統(tǒng)研究[D]. 郭亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[7]微波法制備竹基活性炭及強(qiáng)化濕式氧化處理含酚廢水研究[D]. 劉青松.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[8]南水北調(diào)中線明渠段事故污染特性模擬方法研究[D]. 朱德軍.清華大學(xué) 2007
[9]纖維束濾床深層過濾的研究[D]. 王德英.大連理工大學(xué) 2005
碩士論文
[1]農(nóng)林廢棄物優(yōu)選及其吸附地表水中Cu(Ⅱ)、硝基苯的特性研究[D]. 陽康.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]可移動式高濃度廢水快速處理設(shè)備的設(shè)計(jì)與研發(fā)[D]. 樊凱.吉林大學(xué) 2015
[3]改性纖維素吸附劑的合成及其吸附重金屬離子的應(yīng)用研究[D]. 王小芬.廣西大學(xué) 2014
[4]南水北調(diào)東線小運(yùn)河段突發(fā)水污染事故模擬預(yù)測與應(yīng)急調(diào)控研究[D]. 魏澤彪.山東大學(xué) 2014
[5]結(jié)構(gòu)化固定床吸附動力學(xué)及其應(yīng)用研究[D]. 周宇.華南理工大學(xué) 2014
[6]新型海綿狀吸附材料的制備及其對水中Ni2+和Cd2+的吸附研究[D]. 程澄.南京大學(xué) 2014
[7]東江干流突發(fā)性重金屬污染的水庫調(diào)度效應(yīng)研究[D]. 李春.華南理工大學(xué) 2013
[8]飲用水源突發(fā)性苯胺污染應(yīng)急處理技術(shù)研究[D]. 殷曉波.蘭州交通大學(xué) 2013
[9]流化吸附法去除水中苯酚的材料及工藝研究[D]. 唐思.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[10]銅離子污染應(yīng)急處置材料的篩選改性及裝置研究[D]. 杜兆林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號:2969130
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:147 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題來源
1.2 課題背景及研究的目的和意義
1.2.1 課題背景
1.2.2 研究的目的和意義
1.3 苯胺的性質(zhì)及危害
1.4 水源有機(jī)污染物處置技術(shù)研究進(jìn)展
1.4.1 吸附法
1.4.2 氣浮法
1.4.3 化學(xué)氧化法
1.4.4 生物法
1.5 明渠水污染處置技術(shù)研究進(jìn)展
1.5.1 水利工程調(diào)度技術(shù)
1.5.2 吸附攔截處置技術(shù)
1.6 改性生物質(zhì)吸附材料的研究現(xiàn)狀
1.6.1 生物質(zhì)材料的組成及吸附劑制備
1.6.2 改性生物質(zhì)材料在水處理中的應(yīng)用
1.7 研究內(nèi)容和技術(shù)路線
1.7.1 研究內(nèi)容
1.7.2 技術(shù)路線
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 改性生物質(zhì)吸附材料的制備
2.2.2 材料的表征方法
2.2.3 靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)
2.2.4 水樣的分析方法
2.2.5 固定床吸附研究
2.2.6 動態(tài)吸附參數(shù)計(jì)算
2.3 靜態(tài)及動態(tài)吸附模型
2.3.1 靜態(tài)吸附動力學(xué)模型
2.3.2 吸附等溫線模型
2.3.3 固定床吸附動力學(xué)模型
第3章 改性生物質(zhì)材料的制備及對水中苯胺的吸附性能研究
3.1 引言
3.2 改性木屑顆粒的制備及表征
3.2.1 改性木屑顆粒的制備原理
3.2.2 制備過程影響因素分析
3.2.3 改性木屑顆粒的表征
3.3 改性木屑顆粒對水中苯胺的吸附性能研究
3.3.1 初始濃度對吸附性能的影響
3.3.2 pH值對吸附性能的影響
3.3.3 溫度對吸附性能的影響
3.3.4 時(shí)間對吸附性能的影響
3.4 改性黃麻纖維的制備及表征
3.4.1 改性黃麻纖維的制備原理
3.4.2 制備過程影響因素分析
3.4.3 改性黃麻纖維的表征
3.5 改性黃麻纖維對水中苯胺的吸附性能研究
3.5.1 初始濃度對吸附性能的影響
3.5.2 pH值對吸附性能的影響
3.5.3 溫度對吸附性能的影響
3.5.4 時(shí)間對吸附性能的影響
3.6 本章小結(jié)
第4章 改性生物質(zhì)材料對水中苯胺的吸附熱力學(xué)與動力學(xué)分析
4.1 引言
4.2 改性木屑顆粒對苯胺的吸附熱力學(xué)與動力學(xué)分析
4.2.1 吸附等溫線
4.2.2 吸附熱力學(xué)
4.2.3 吸附動力學(xué)
4.3 改性黃麻纖維對苯胺的吸附熱力學(xué)與動力學(xué)分析
4.3.1 吸附等溫線
4.3.2 吸附熱力學(xué)
4.3.3 吸附動力學(xué)
4.4 本章小結(jié)
第5章 改性生物質(zhì)材料的動態(tài)吸附過程及固定床吸附工藝研究
5.1 引言
5.2 改性生物質(zhì)材料對苯胺的動態(tài)吸附過程分析
5.2.1 改性木屑顆粒對苯胺的動態(tài)吸附
5.2.2 改性黃麻纖維對苯胺的動態(tài)吸附
5.3 雙濾層固定床吸附工藝研究
5.3.1 雙濾層固定床反應(yīng)器的構(gòu)建
5.3.2 吸附性能分析
5.3.3 明渠水污染離線處置工藝設(shè)計(jì)
5.4 折流式固定床吸附工藝研究
5.4.1 折流式固定床反應(yīng)器的構(gòu)建
5.4.2 吸附性能分析
5.4.3 明渠水污染在線處置案例分析
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]利用木質(zhì)纖維素廢棄物吸附重金屬離子的研究進(jìn)展[J]. 聶發(fā)輝,劉榮榮,周永希,劉占孟. 水處理技術(shù). 2016(01)
[2]南水北調(diào)中線干線水質(zhì)安全應(yīng)急調(diào)控與處置關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 王浩,鄭和震,雷曉輝,蔣云鐘. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 2016(02)
[3]苯胺生產(chǎn)技術(shù)及國內(nèi)苯胺裝置概況[J]. 周蓮鳳. 合成技術(shù)及應(yīng)用. 2015(03)
[4]木屑黃原酸鹽對雙離子體系中銅鎳的吸附[J]. 夏璐,胡伊旭,張博涵,李國磊. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2014(05)
[5]南水北調(diào)中線干渠突發(fā)水污染事故應(yīng)急控制策略[J]. 房彥梅,張大偉,雷曉輝,吳輝明,桑國慶. 南水北調(diào)與水利科技. 2014(02)
[6]改性木屑對水中剛果紅的吸附性能研究[J]. 吳艷,羅漢金,王侯. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2014(07)
[7]2000—2011年國內(nèi)重大突發(fā)性水污染事件統(tǒng)計(jì)分析[J]. 艾恒雨,劉同威. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2013(04)
[8]苯胺生產(chǎn)技術(shù)與市場分析[J]. 姜盛紅,吳麗梅,金紅,常青. 化工科技. 2013(04)
[9]山茶籽粉吸附亞甲基藍(lán)的性能研究[J]. 張佳,任秉雄,王鵬,王崇臣. 環(huán)境化學(xué). 2013(08)
[10]Adsorption of heavy metal ions from aqueous solution by carboxylated cellulose nanocrystals[J]. Xiaolin Yu,Shengrui Tong,Maofa Ge,Lingyan Wu,Junchao Zuo,Changyan Cao,Weiguo Song. Journal of Environmental Sciences. 2013(05)
博士論文
[1]生物質(zhì)材料對重金屬污染物銅的吸附研究[D]. 陳鈺.西南交通大學(xué) 2015
[2]生物改性木質(zhì)纖維素材料制備溢油吸附劑的特性和機(jī)理研究[D]. 彭丹.華南理工大學(xué) 2013
[3]復(fù)雜條件下突發(fā)水污染事故應(yīng)急模擬研究[D]. 陶亞.中央民族大學(xué) 2013
[4]含酚廢水在結(jié)構(gòu)化固定床上的吸附動力學(xué)[D]. 邵琰.華南理工大學(xué) 2013
[5]改性稻草去除水中SO42-和Cr(Ⅵ)的特性和機(jī)理研究[D]. 曹威.華南理工大學(xué) 2012
[6]跨界河流水污染應(yīng)急決策支持系統(tǒng)研究[D]. 郭亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[7]微波法制備竹基活性炭及強(qiáng)化濕式氧化處理含酚廢水研究[D]. 劉青松.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[8]南水北調(diào)中線明渠段事故污染特性模擬方法研究[D]. 朱德軍.清華大學(xué) 2007
[9]纖維束濾床深層過濾的研究[D]. 王德英.大連理工大學(xué) 2005
碩士論文
[1]農(nóng)林廢棄物優(yōu)選及其吸附地表水中Cu(Ⅱ)、硝基苯的特性研究[D]. 陽康.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]可移動式高濃度廢水快速處理設(shè)備的設(shè)計(jì)與研發(fā)[D]. 樊凱.吉林大學(xué) 2015
[3]改性纖維素吸附劑的合成及其吸附重金屬離子的應(yīng)用研究[D]. 王小芬.廣西大學(xué) 2014
[4]南水北調(diào)東線小運(yùn)河段突發(fā)水污染事故模擬預(yù)測與應(yīng)急調(diào)控研究[D]. 魏澤彪.山東大學(xué) 2014
[5]結(jié)構(gòu)化固定床吸附動力學(xué)及其應(yīng)用研究[D]. 周宇.華南理工大學(xué) 2014
[6]新型海綿狀吸附材料的制備及其對水中Ni2+和Cd2+的吸附研究[D]. 程澄.南京大學(xué) 2014
[7]東江干流突發(fā)性重金屬污染的水庫調(diào)度效應(yīng)研究[D]. 李春.華南理工大學(xué) 2013
[8]飲用水源突發(fā)性苯胺污染應(yīng)急處理技術(shù)研究[D]. 殷曉波.蘭州交通大學(xué) 2013
[9]流化吸附法去除水中苯酚的材料及工藝研究[D]. 唐思.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[10]銅離子污染應(yīng)急處置材料的篩選改性及裝置研究[D]. 杜兆林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號:2969130
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