本文關(guān)鍵詞：煤粉吸附法深度處理焦化尾水試驗(yàn)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：焦化產(chǎn)業(yè)是高污染行業(yè),其產(chǎn)生的焦化廢水經(jīng)預(yù)處理、生化處理后尾水COD含量(150mg/L)仍然較高,其中有機(jī)污染物隨濕熄焦過(guò)程轉(zhuǎn)移至大氣進(jìn)而在地表沉積,故焦化尾水的深度處理勢(shì)在必行。活性炭吸附、氧化等技術(shù)成本過(guò)高限制了其大規(guī)模應(yīng)用,本文以廉價(jià)易得的煤粉作為吸附劑,利用其對(duì)有機(jī)物的高效吸附能力,采用靜態(tài)吸附試驗(yàn)方法,在不同投加量、p H值、攪拌強(qiáng)度等條件下,考察了煤粉對(duì)焦化尾水特征有機(jī)污染物的吸附性能、酸對(duì)煤粉吸附性能的影響以及煤粉吸附法處理焦化尾水的可行性。結(jié)合上述分析和表征結(jié)果,研究煤粉與有機(jī)污染物之間的構(gòu)效關(guān)系,探究吸附機(jī)理,本研究對(duì)煤粉吸附工藝應(yīng)用于各種有機(jī)廢水的處理提供理論指導(dǎo)。選擇神木長(zhǎng)焰煤為吸附劑,通過(guò)工業(yè)分析、XRF和XRD等分析手段對(duì)煤粉物理性質(zhì)進(jìn)行表征,神木長(zhǎng)焰煤有機(jī)組分含量高、粘土礦物雜質(zhì)較少,有利于后續(xù)的固液分離。通過(guò)SEM和BET對(duì)煤粉微觀結(jié)構(gòu)和孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,煤粉表面粗糙不平,含有豐富的孔隙和官能團(tuán),孔隙尺寸分布合適,為天然的優(yōu)質(zhì)吸附劑。選取吡咯、吲哚和苯甲酸三種特征有機(jī)污染物,通過(guò)單因素試驗(yàn)考察吸附劑投加量、吸附時(shí)間、p H值對(duì)污染物去除率的影響。在最優(yōu)條件下,三者的去除率分別達(dá)到91.14%、63.43%和43.69%,較低的p H值對(duì)苯甲酸的吸附至關(guān)重要。通過(guò)吸附熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的研究,煤粉吸附吡咯和苯甲酸主要為物理吸附,對(duì)吲哚的吸附則包含化學(xué)吸附;三種有機(jī)物的吸附均符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,顆粒內(nèi)部擴(kuò)散不是控制吸附速率的唯一步驟。煤粉對(duì)三種有機(jī)物分子的吸附牢固程度順序?yàn)?吲哚吡咯苯甲酸。三者存在競(jìng)爭(zhēng)吸附,煤粉優(yōu)先吸附吲哚等合雜環(huán)分子。酸處理對(duì)煤粉的吸附性能影響巨大,其通過(guò)提高煤粉孔隙率和比表面積,降低煤粉表面電負(fù)性,以及改變吸附質(zhì)在水溶液的存在狀態(tài),促進(jìn)吸附的進(jìn)行。煤粉對(duì)焦化尾水有機(jī)污染物有較強(qiáng)的吸附能力,當(dāng)初始p H值為2,吸附劑投加量為40 g/L時(shí),COD去除率高達(dá)75.66%,吸附后COD值為43.56mg/L,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。煤粉吸附COD的等溫線均不符合Langmuir模型和Freundlich模型,說(shuō)明吸附過(guò)程較為復(fù)雜,同時(shí)包含物理吸附和化學(xué)吸附。熱力學(xué)參數(shù)ΔH和ΔG均為負(fù)值,說(shuō)明吸附為焓變推動(dòng)的自發(fā)過(guò)程;ΔS為負(fù)值,說(shuō)明吸附質(zhì)由液相三維空間轉(zhuǎn)移至煤粉表面二維空間,自由度降低。ΔH為-23.20k J/mol,吸附的作用力類(lèi)型包括范德華力、疏水鍵力、氫鍵、化學(xué)鍵等。煤粉吸附工藝具有較高的環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益,極大提高了煤炭的利用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：焦化尾水 特征污染物 靜態(tài)吸附 吸附機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：X784;TD849
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 變量注釋表17-18
• 1 引言18-20
• 1.1 課題來(lái)源18
• 1.2 課題的研究背景與意義18-19
• 1.3 煤粉吸附法深度處理焦化尾水的可行性19
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 2 文獻(xiàn)綜述20-33
• 2.1 焦化廢水與焦化尾水20-24
• 2.2 傳統(tǒng)焦化尾水的深度處理方法與工藝24-27
• 2.3 焦化尾水處理新技術(shù)27-28
• 2.4 吸附法處理焦化尾水的研究28-33
• 3 試驗(yàn)部分33-42
• 3.1 試驗(yàn)儀器與設(shè)備33
• 3.2 試驗(yàn)藥劑33-34
• 3.3 焦化尾水的來(lái)源及水質(zhì)分析34-36
• 3.4 吸附劑的制備及理化性質(zhì)36-39
• 3.5 試驗(yàn)測(cè)試方法39-42
• 4 模擬焦化尾水靜態(tài)吸附試驗(yàn)研究42-60
• 4.1 模擬尾水特征有機(jī)污染物的選取42-43
• 4.2 試驗(yàn)方法43-46
• 4.3 單一有機(jī)物靜態(tài)吸附條件試驗(yàn)46-51
• 4.4 吸附機(jī)理研究51-58
• 4.5 本章小結(jié)58-60
• 5 酸對(duì)煤粉吸附性能影響的表征60-70
• 5.1 洗孔擴(kuò)容作用60-62
• 5.2 酸處理后煤粉表面性質(zhì)的變化表征62-64
• 5.3 溶液環(huán)境變化表征64-67
• 5.4 三種無(wú)機(jī)酸處理對(duì)煤粉吸附性能的影響67-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 6 焦化尾水煤粉吸附處理研究70-81
• 6.1 試驗(yàn)方法70-71
• 6.2 靜態(tài)吸附試驗(yàn)71-75
• 6.3 煤粉吸附焦化尾水COD的熱力學(xué)研究75-78
• 6.4 煤粉與傳統(tǒng)活性炭比較78-79
• 6.5 環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)79-80
• 6.6 本章小結(jié)80-81
• 7 結(jié)論與展望81-83
• 7.1 主要結(jié)論81-82
• 7.2 展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-88
• 作者簡(jiǎn)歷88-90
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集90

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本文編號(hào)：487910