基于ZnCl 2 活化法的污泥基活性炭制備及其延緩MBR膜污染研究
發(fā)布時(shí)間:2022-07-15 16:00
城市污水廠污泥產(chǎn)量的顯著增長(zhǎng)及其帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題日益受到人們的關(guān)注。污泥處理的根本出路是資源化利用,而以污泥為原料制備活性炭技術(shù)是污泥資源化的重要發(fā)展方向之一。Zn Cl2活化法因具有制備溫度低、制得活性炭產(chǎn)率高以及藥劑價(jià)格便宜且可回收利用等優(yōu)點(diǎn)而成為污泥基活性炭的主要制備方法。Zn Cl2活化法制備污泥基活性炭過(guò)程的實(shí)質(zhì)就是經(jīng)Zn Cl2浸漬的污泥的熱解過(guò)程。對(duì)經(jīng)Zn Cl2浸漬的污泥的熱解特性及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究不但有利于探究污泥的熱解反應(yīng)機(jī)理,還可以揭示Zn Cl2在污泥熱解過(guò)程中的作用機(jī)制,從而為Zn Cl2活化法制備污泥基活性炭技術(shù)提供一定的理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)作用。此外,目前對(duì)于Zn Cl2活化法制備污泥基活性炭過(guò)程中熱解條件的控制及主要影響因素等問(wèn)題仍存在很大爭(zhēng)議。且制得污泥基活性炭在污水處理中的應(yīng)用仍較為局限,僅應(yīng)用于對(duì)有機(jī)污染物如染料、酚類化合物等和無(wú)機(jī)重金屬離子的吸附去除中;谝陨蠋c(diǎn),本研究首先采用熱重紅外聯(lián)用分析技術(shù)(TG-FTIR)以及熱重質(zhì)譜聯(lián)用分析技術(shù)(TG-MS)分析了經(jīng)Zn Cl2浸漬的污泥的熱解失重特性和熱解氣態(tài)產(chǎn)物,并在此基礎(chǔ)上研究了浸漬污泥的熱解反...
【文章頁(yè)數(shù)】:151 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景
1.1.1 污泥的來(lái)源、性質(zhì)及危害
1.1.2 污泥的處理處置現(xiàn)狀
1.1.3 膜生物反應(yīng)器中的膜污染現(xiàn)象
1.2 課題研究目的及意義
1.3 污泥熱解制備活性炭技術(shù)的研究進(jìn)展
1.3.1 污泥基活性炭制備方法的研究進(jìn)展
1.3.2 污泥基活性炭的應(yīng)用進(jìn)展
1.4 膜生物反應(yīng)器中膜污染的研究進(jìn)展
1.4.1 膜污染的來(lái)源
1.4.2 膜污染的影響因素
1.4.3 延緩膜污染的方法
1.5 課題研究?jī)?nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料和方法
2.1 試驗(yàn)材料
2.1.1 污水廠污泥
2.1.2 試驗(yàn)用水
2.2 試驗(yàn)方法
2.2.1 污泥熱解試驗(yàn)
2.2.2 污泥基活性炭的制備方法
2.2.3 膜生物反應(yīng)器的設(shè)計(jì)及運(yùn)行
2.3 分析方法
2.3.1 污泥基活性炭的表征
2.3.2 膜生物反應(yīng)器試驗(yàn)中的分析方法
第3章 污泥的熱解特性及動(dòng)力學(xué)研究
3.1 引言
3.2 污泥熱解失重特性分析
3.2.1 未浸漬污泥的熱解失重特性分析
3.2.2 純ZnC_l2的熱解失重特性分析
3.2.3 浸漬污泥的熱解失重特性分析
3.3 污泥熱解氣態(tài)產(chǎn)物分析
3.3.1 未浸漬污泥的熱解氣態(tài)產(chǎn)物分析
3.3.2 浸漬污泥的熱解氣態(tài)產(chǎn)物分析
3.4 污泥熱解動(dòng)力學(xué)研究
3.4.1 污泥熱解動(dòng)力學(xué)分析的基本思路
3.4.2 污泥熱解過(guò)程機(jī)理函數(shù)的確定
3.4.3 污泥熱解動(dòng)力學(xué)參數(shù)的求解
3.4.4 污泥熱解動(dòng)力學(xué)方程的建立
3.5 本章小結(jié)
第4章 污泥基活性炭的制備及性質(zhì)研究
4.1 引言
4.2 制備條件對(duì)污泥基活性炭孔隙性能的影響
4.2.1 熱解溫度對(duì)污泥基活性炭孔隙性能的影響
4.2.2 熱解時(shí)間對(duì)污泥基活性炭孔隙性能的影響
4.2.3 活化劑濃度對(duì)污泥基活性炭孔隙性能的影響
4.2.4 浸漬比對(duì)污泥基活性炭孔隙性能的影響
4.3 污泥基活性炭制備條件的優(yōu)化
4.4 污泥基活性炭的性質(zhì)研究
4.4.1 表面形貌分析
4.4.2 孔隙結(jié)構(gòu)分析
4.4.3 元素組成分析
4.4.4 重金屬元素浸出特性分析
4.4.5 表面官能團(tuán)分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 污泥基活性炭延緩MBR膜污染的效能及機(jī)制研究
5.1 引言
5.2 污泥基活性炭對(duì)MBR處理效果的影響
5.2.1 污泥基活性炭對(duì)COD去除率的影響
5.2.2 污泥基活性炭對(duì)NH_4~+-N去除率的影響
5.2.3 污泥基活性炭對(duì)TN去除率的影響
5.2.4 污泥基活性炭對(duì)TP去除率的影響
5.3 污泥基活性炭對(duì)MBR中污泥混合液性質(zhì)的影響
5.3.1 污泥基活性炭對(duì)污泥濃度的影響
5.3.2 污泥基活性炭對(duì)污泥粒徑的影響
5.3.3 污泥基活性炭對(duì)混合液粘度的影響
5.3.4 污泥基活性炭對(duì)混合液中EPS的影響
5.3.5 污泥基活性炭對(duì)混合液中SMP的影響
5.3.6 污泥基活性炭對(duì)污泥比阻的影響
5.4 污泥基活性炭對(duì)MBR中膜表面性質(zhì)的影響
5.4.1 污泥基活性炭對(duì)膜表面EPS的影響
5.4.2 污泥基活性炭對(duì)膜表面接觸角的影響
5.4.3 污泥基活性炭對(duì)膜表面形貌的影響
5.5 污泥基活性炭對(duì)MBR中膜污染的影響
5.5.1 污泥基活性炭對(duì)過(guò)膜壓力的影響
5.5.2 污泥基活性炭對(duì)膜阻力的影響
5.6 膜污染的表征
5.6.1 膜表面污染物的紅外光譜分析
5.6.2 膜表面污染物的三維熒光光譜分析
5.7 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(jiǎn)歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]脫墨污泥催化熱解特性及動(dòng)力學(xué)研究[J]. 王圓圓,陳嘉川,楊桂花,張鳳山,呂高金,王雪嬌. 中國(guó)造紙學(xué)報(bào). 2014(04)
[2]投加物質(zhì)對(duì)減緩MBR膜污染的研究[J]. 黃剛?cè)A,尤朝陽(yáng),李旋,王磊. 水處理技術(shù). 2013(09)
[3]膜生物反應(yīng)器中EPS的提取方法[J]. 李繼宏,單士亮,李亮,胡筱敏,董怡華. 環(huán)境工程. 2013(03)
[4]食品與飼料中蛋白質(zhì)檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 白沙沙,趙萌,崔亞娟,葉穎慧,劉靜,陳月曉,李東,王竹,何梅,王國(guó)棟. 飼料研究. 2013(06)
[5]改性污泥活性炭對(duì)苯乙烯的吸附[J]. 任愛玲,符鳳英,曲一凡,張靜,郭斌. 環(huán)境化學(xué). 2013(05)
[6]EPS分析方法及其膜污染特性研究進(jìn)展[J]. 胡以松,王曉昌. 西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(02)
[7]膜生物反應(yīng)器(MBR)在處理生活污水中的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)[J]. 魏原青,肖梅娟. 科技資訊. 2012(34)
[8]數(shù)據(jù)差異顯著性檢驗(yàn)[J]. 張鳳菊,劉曉娟,趙麗平,于曉波,張范良. 農(nóng)機(jī)使用與維修. 2012(04)
[9]北京市污泥堆肥處理現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 梁明武,高春榮,趙平. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(07)
[10]鈣離子對(duì)短期膜污染的影響[J]. 陳康,王新華,李秀芬,肖小蘭,談?dòng)袂? 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2012(02)
博士論文
[1]泥質(zhì)活性炭的制備及污泥熱解動(dòng)力學(xué)研究[D]. 邵瑞華.西安建筑科技大學(xué) 2011
[2]城市污水污泥熱解實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉秀如.中國(guó)科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所) 2011
[3]MBR工藝混合液特性及其對(duì)膜污染的影響研究[D]. 曹占平.天津大學(xué) 2009
[4]基于化學(xué)活化法的污泥衍生吸附劑的制備及應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究[D]. 翟云波.湖南大學(xué) 2005
碩士論文
[1]污水污泥熱解特性研究[D]. 周華.上海交通大學(xué) 2011
[2]污泥停留時(shí)間對(duì)MBR處理污水效果影響與膜污染因素的研究[D]. 馮丹丹.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[3]污泥及生物質(zhì)資源化利用研究[D]. 孟博.中國(guó)石油大學(xué) 2008
[4]城市污水處理廠污泥制備活性炭的研究[D]. 吳娟.山東大學(xué) 2006
本文編號(hào):3662373
【文章頁(yè)數(shù)】:151 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景
1.1.1 污泥的來(lái)源、性質(zhì)及危害
1.1.2 污泥的處理處置現(xiàn)狀
1.1.3 膜生物反應(yīng)器中的膜污染現(xiàn)象
1.2 課題研究目的及意義
1.3 污泥熱解制備活性炭技術(shù)的研究進(jìn)展
1.3.1 污泥基活性炭制備方法的研究進(jìn)展
1.3.2 污泥基活性炭的應(yīng)用進(jìn)展
1.4 膜生物反應(yīng)器中膜污染的研究進(jìn)展
1.4.1 膜污染的來(lái)源
1.4.2 膜污染的影響因素
1.4.3 延緩膜污染的方法
1.5 課題研究?jī)?nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料和方法
2.1 試驗(yàn)材料
2.1.1 污水廠污泥
2.1.2 試驗(yàn)用水
2.2 試驗(yàn)方法
2.2.1 污泥熱解試驗(yàn)
2.2.2 污泥基活性炭的制備方法
2.2.3 膜生物反應(yīng)器的設(shè)計(jì)及運(yùn)行
2.3 分析方法
2.3.1 污泥基活性炭的表征
2.3.2 膜生物反應(yīng)器試驗(yàn)中的分析方法
第3章 污泥的熱解特性及動(dòng)力學(xué)研究
3.1 引言
3.2 污泥熱解失重特性分析
3.2.1 未浸漬污泥的熱解失重特性分析
3.2.2 純ZnC_l2的熱解失重特性分析
3.2.3 浸漬污泥的熱解失重特性分析
3.3 污泥熱解氣態(tài)產(chǎn)物分析
3.3.1 未浸漬污泥的熱解氣態(tài)產(chǎn)物分析
3.3.2 浸漬污泥的熱解氣態(tài)產(chǎn)物分析
3.4 污泥熱解動(dòng)力學(xué)研究
3.4.1 污泥熱解動(dòng)力學(xué)分析的基本思路
3.4.2 污泥熱解過(guò)程機(jī)理函數(shù)的確定
3.4.3 污泥熱解動(dòng)力學(xué)參數(shù)的求解
3.4.4 污泥熱解動(dòng)力學(xué)方程的建立
3.5 本章小結(jié)
第4章 污泥基活性炭的制備及性質(zhì)研究
4.1 引言
4.2 制備條件對(duì)污泥基活性炭孔隙性能的影響
4.2.1 熱解溫度對(duì)污泥基活性炭孔隙性能的影響
4.2.2 熱解時(shí)間對(duì)污泥基活性炭孔隙性能的影響
4.2.3 活化劑濃度對(duì)污泥基活性炭孔隙性能的影響
4.2.4 浸漬比對(duì)污泥基活性炭孔隙性能的影響
4.3 污泥基活性炭制備條件的優(yōu)化
4.4 污泥基活性炭的性質(zhì)研究
4.4.1 表面形貌分析
4.4.2 孔隙結(jié)構(gòu)分析
4.4.3 元素組成分析
4.4.4 重金屬元素浸出特性分析
4.4.5 表面官能團(tuán)分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 污泥基活性炭延緩MBR膜污染的效能及機(jī)制研究
5.1 引言
5.2 污泥基活性炭對(duì)MBR處理效果的影響
5.2.1 污泥基活性炭對(duì)COD去除率的影響
5.2.2 污泥基活性炭對(duì)NH_4~+-N去除率的影響
5.2.3 污泥基活性炭對(duì)TN去除率的影響
5.2.4 污泥基活性炭對(duì)TP去除率的影響
5.3 污泥基活性炭對(duì)MBR中污泥混合液性質(zhì)的影響
5.3.1 污泥基活性炭對(duì)污泥濃度的影響
5.3.2 污泥基活性炭對(duì)污泥粒徑的影響
5.3.3 污泥基活性炭對(duì)混合液粘度的影響
5.3.4 污泥基活性炭對(duì)混合液中EPS的影響
5.3.5 污泥基活性炭對(duì)混合液中SMP的影響
5.3.6 污泥基活性炭對(duì)污泥比阻的影響
5.4 污泥基活性炭對(duì)MBR中膜表面性質(zhì)的影響
5.4.1 污泥基活性炭對(duì)膜表面EPS的影響
5.4.2 污泥基活性炭對(duì)膜表面接觸角的影響
5.4.3 污泥基活性炭對(duì)膜表面形貌的影響
5.5 污泥基活性炭對(duì)MBR中膜污染的影響
5.5.1 污泥基活性炭對(duì)過(guò)膜壓力的影響
5.5.2 污泥基活性炭對(duì)膜阻力的影響
5.6 膜污染的表征
5.6.1 膜表面污染物的紅外光譜分析
5.6.2 膜表面污染物的三維熒光光譜分析
5.7 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(jiǎn)歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]脫墨污泥催化熱解特性及動(dòng)力學(xué)研究[J]. 王圓圓,陳嘉川,楊桂花,張鳳山,呂高金,王雪嬌. 中國(guó)造紙學(xué)報(bào). 2014(04)
[2]投加物質(zhì)對(duì)減緩MBR膜污染的研究[J]. 黃剛?cè)A,尤朝陽(yáng),李旋,王磊. 水處理技術(shù). 2013(09)
[3]膜生物反應(yīng)器中EPS的提取方法[J]. 李繼宏,單士亮,李亮,胡筱敏,董怡華. 環(huán)境工程. 2013(03)
[4]食品與飼料中蛋白質(zhì)檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 白沙沙,趙萌,崔亞娟,葉穎慧,劉靜,陳月曉,李東,王竹,何梅,王國(guó)棟. 飼料研究. 2013(06)
[5]改性污泥活性炭對(duì)苯乙烯的吸附[J]. 任愛玲,符鳳英,曲一凡,張靜,郭斌. 環(huán)境化學(xué). 2013(05)
[6]EPS分析方法及其膜污染特性研究進(jìn)展[J]. 胡以松,王曉昌. 西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(02)
[7]膜生物反應(yīng)器(MBR)在處理生活污水中的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)[J]. 魏原青,肖梅娟. 科技資訊. 2012(34)
[8]數(shù)據(jù)差異顯著性檢驗(yàn)[J]. 張鳳菊,劉曉娟,趙麗平,于曉波,張范良. 農(nóng)機(jī)使用與維修. 2012(04)
[9]北京市污泥堆肥處理現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 梁明武,高春榮,趙平. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(07)
[10]鈣離子對(duì)短期膜污染的影響[J]. 陳康,王新華,李秀芬,肖小蘭,談?dòng)袂? 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2012(02)
博士論文
[1]泥質(zhì)活性炭的制備及污泥熱解動(dòng)力學(xué)研究[D]. 邵瑞華.西安建筑科技大學(xué) 2011
[2]城市污水污泥熱解實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉秀如.中國(guó)科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所) 2011
[3]MBR工藝混合液特性及其對(duì)膜污染的影響研究[D]. 曹占平.天津大學(xué) 2009
[4]基于化學(xué)活化法的污泥衍生吸附劑的制備及應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究[D]. 翟云波.湖南大學(xué) 2005
碩士論文
[1]污水污泥熱解特性研究[D]. 周華.上海交通大學(xué) 2011
[2]污泥停留時(shí)間對(duì)MBR處理污水效果影響與膜污染因素的研究[D]. 馮丹丹.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[3]污泥及生物質(zhì)資源化利用研究[D]. 孟博.中國(guó)石油大學(xué) 2008
[4]城市污水處理廠污泥制備活性炭的研究[D]. 吳娟.山東大學(xué) 2006
本文編號(hào):3662373
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