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活性焦吸附煤化工废水的可行性研究.doc.doc

活性焦吸附煤化工废水的可行性研究.doc

为了你放下了骄傲
2017-09-30 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《活性焦吸附煤化工废水的可行性研究.docdoc》,可适用于考试题库领域

活性焦吸附煤化工废水的可行性研究doc活性焦吸附煤化工废水的可行性研究摘要:本文主要研究活性焦吸附煤化工废水的可行性活性焦是以褐煤为原料制备的。用活性焦对煤化工废水进行静态吸附实验研究质量体积比、吸附时间、吸附温度以及pH值等因素对废水中的COD吸附效果的影响并绘制活性焦对COD等温吸附曲线利用动态吸附试验对活性焦的吸附效果进行了研究实验结果表明活性焦对煤气化废水具有较高的COD的动态吸附容量。关键词:活性焦煤化工废水吸附CODAbstract:Thispapermainlystudiesthefeasibilityofactivecokeadsorptionofcoalchemicalindustrywastewater,theactivatedcokeispreparedfromligniteasrawmaterialThestaticadsorptionexperimentofcoalchemicalindustrywastewateriscarryingonbytheactivatedcoke,researchesontheEffectofqualityvolumeratio,adsorptiontime,temperatureandpHvalueonCODadsorptionexperimentinthewastewater,anddrawstheactivecokecurveofCODadsorptionisothermAtthesametime,thispaperstudiesontheadsorptionexperimentbyusingthedynamicadsorptionexperimentsofactivatedcoke,andtheresultsshowsthat,theactivatedcokeadsorbcoalchemicalwastewaterwithahigherdynamicCODadsorptioncapacityKeywords:activatedcokecoalcoalchemicalwastewateradsorptionCODcr中图分类号:TF文献标识码:A文章编号:()中国的煤炭利用以燃烧为主在每年消费的煤炭中有以上是直接燃烧。我国褐煤的资源量约亿吨约占我国煤炭资源总量的(第二次煤田预测资料)。褐煤煤化程度低、含水率高、挥发分高、热值低在煤炭中属于低价煤以之为原料制备活性焦则具有单价优势。在煤化工废水处理领域由于传统活性炭成本较高活性炭通常作为深度处理应用或者是与其它技术组合。利用褐煤活性炭作为吸附剂处理含酚废水或作为预处理工艺为后续生物处理提供条件国内外尚无研究和应用。所以对于褐煤活性炭处理煤化工废水的深入研究很有意义。活性焦由于具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积对水中溶解的有机物、苯类化合物、酚类化合物、石油及石油产品等具有较强的吸附能力而且对用生物法及其它方法难以去除的有机物色度、异臭、表面活性物质、除草剂、合成染料、胺类化合物以及许多人工合成的有机化合物都有很好的去除效果因此活性焦吸附技术在水处理中已得到广泛应用。本文先选取某公司制备的活性焦制备实验中得到的活性焦产品开展了活性焦对煤化工废水的COD的吸附可行性实验。实验部分废水性质本章实验用水取自国内某煤气化厂经酚氨回收工段处理后的气化废水其性质如表所示。表气化废水性质实验步骤()静态吸附实验温下准确称取一定质量的活性焦加入到ml的锥形瓶中然后向锥形瓶中加入ml的气化废水盖好瓶塞后再将锥形瓶放在恒温摇床上在次min的恒定振荡频率下振荡一定的时间。振荡结束后对锥形瓶中水焦混合样用μm滤膜进行过滤测定各滤液COD值和氨氮值按式()计算不同活性焦用量及不同停留时间后的COD去除率。()式中:C废水中COD的初始浓度mgLCe经过一段时间后废水中COD残余浓度mgLV废水的体积L。()动态吸附实验活性焦动态吸附容量测试装置如图所示。测试装置由原水储槽、流量计、吸附柱和出水箱组成。准确称取一定质量的活性焦装入吸附柱内连接好装置调节进水水量实现稳定连续进水每隔一定时间在吸附柱出口取样测试出水COD值。待吸附柱出水COD的值非常接近进水的COD值时停止运行取出水箱中均匀混合水样测其COD值然后计算出活性焦的动态吸附容量。图活性焦动态吸附容量测量装置影响因素的分析质量体积比对COD去除率的影响质量体积比定义为焦的质量(g)与水的体积(L)的比值。相同条件下质量体积比越小表示加入的活性焦的量越大。停留时间固定为h改变质量体积比时对气化废水中COD去除效果的影响如图所示。由图可知质量体积比较大(在活性焦用量较少)时COD去除率非常低但是随着质量体积比的逐渐增大COD去除率快速增加此后随着质量体积比的继续增加COD去除率虽然继续增大但增加速率开始逐渐放缓。例如活性焦加入量为克(对应质量体积比为)COD去除率即达到左右而当活性焦加入量为克时COD去除率约为虽然质量体积比减小了倍但是COD去除率却只增加约。图改变活性焦加入量及停留时间对COD去除效果的影响质量体积比较小时虽然对应的COD去除率也较大但活性焦消耗量也较大质量体积比较大时虽然能够降低活性焦用量但是COD去除率很小。综合考虑活性焦处理气化废水时质量体积比在时比较合适。停留时间对COD去除率的影响图是质量体积比固定为条件下改变停留时间对COD去除率的影响。由图可知活性焦对废水COD的吸附速率较快在停留时间为h时COD去除率即已达到约此后虽然继续延长停留时间但是COD去除率增加并不显著特别是停留时间超过小时后COD去除率的变化更小因此应控制停留时间在小时之内。图改变停留时间对COD去除率的影响温度对COD去除率的影响质量体积比为、吸附时间h条件下不同温度条件下对COD去除率的影响如图所示。图温度对COD去除率的影响由图可知活性焦对废水COD的吸附在一定范围内随温度升高而增大例如时COD去除率约为时COD去除率为说明相同条件下温度增加有利于活性焦去除废水中的COD。分析其原因可能是因为温度增加导致吸附速率增大而引起的。pH的影响图为控制质量体积比:吸附时间h考察废水不同pH条件对COD去除率的影响。由图可知改变pH条件对活性焦吸附去除废水COD的影响不大去除率始终维持在左右。图pH对COD去除率的影响活性焦吸附等温线由于活性焦吸附个小时基本达到平衡因此考察了吸附小时条件下的COD平衡浓度和吸附容量之间的关系如图所示。由图可知活性焦的静态吸附容量和与之平衡的气化废水的平衡浓度有着近似线性的关系。平衡浓度较大时活性焦的吸附容量也较大随着平衡浓度的降低活性焦吸附容量也随之减小。图COD平衡浓度和吸附容量之间的关系活性焦吸附以物理吸附为主物理吸附为多分子层的吸附吸附规律遵循Freundlich吸附等温式经验公式(式)。()式中:Kn常数qe吸附容量Ci平衡浓度将上式改写成对数形式见(式)。()拟合实验数据得到lnq和lnc的关系曲线如图所示根据图从而得到吸附容量与平衡浓度的关系式(式)。()图lnq和lnc的关系曲线根据式()可以计算不同平衡浓度对应的活性焦吸附容量从而可以得到去除一定数量的COD所对应的质量体积比。例如实验过程中如果吸附后出水COD在mgL根据式()可知相对应的活性焦吸附容量为mgg左右如果吸附前原水的COD为mgL则可以计算出相应的质量体积比为:。活性焦对COD的动态吸附容量活性焦的动态吸附实验共进行了两次两次实验过程中活性焦装填量均为克所用气化废水的初始COD浓度都为mgL二者的区别是实验过程中气化废水的流速不同一为Lh另一为Lh。图和图分别是两次实验过程中气化废水COD去除率的变化情况。图经过吸附柱后气化废水COD去除率的变化图经过吸附柱后气化废水COD去除率的变化由图可知当气化废水流量为Lh时总共经过小时吸附柱被穿透对应的滤出液的总体积为L滤出液的平均COD为mgL根据式()可以得到实验条件下活性焦的动态吸附容量。q=()*=mgCODg由图可知当气化废水流量为Lh时总共经过小时吸附柱被穿透对应的滤出液的总体积为L滤出液的平均COD为mgL根据式()可以得到实验条件下活性焦的动态吸附容量。q=()*=mgCODg结论()活性焦吸附煤化工废水是可行的。活性焦对气化废水中的COD有较强的去除能力对于COD约mgL的气化废水在质量体积比为、停留时间h条件下去除率接近。()温度越高、停留时间越长、质量体积比越小有助于活性焦去除气化废水中的CODpH的变化对活性焦去除废水COD的影响较小。()针对COD为mgL的气化废水在吸附接触时间为小时的条件下实验用活性焦吸附气化废水的Freundlich吸附等温方程为。()针对COD约为mgL的气化废水活性焦的动态吸附容量平均约为mgCODg。参考文献谷丽琴煤化工环境保护,化学工业出版社M冯治宇活性焦与活性炭脱硫性能的比较J吉林化工学院学报,,():,魏娜,赵乃勤,贾威等活性炭的制备及应用研究进展J炭素技术,,:立本英机,安部郁夫,高尚愚译编活性炭的应用技术:维持管理及存在问题M南京:东南大学出版社,郑仙荣改性活性半焦脱硫剂制备方法研究与性能测试D太原:太原理工大学

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