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我国水资源污染严重,已经严重制约了经济的可持续发展,并威胁人民群众的生命安全。废水中焦化废水和造纸废水排放量巨大,且高CODcr值、高氨氮含量,属难处理的工业有机废水,危害较大。废水治理已成为关乎国计民生的大问题,废水处理势在必行。现有的废水处理方法很少进行深度处理,难以满足更加严格的排放标准,若沿用常规处理,则成本太高,企业难以承受。众多的处理方法中,活性炭(焦)吸附法已成为城市污水和工业废水深度处理和污染水源处理最为有效的方法之一。但由于处理成本高,企业难以承受,阻碍了其应用。活性焦与活性炭性能接近,与活性炭相比,虽比表面积较低,但强度高,可多次再生循环使用,且成本低。因此开发廉价的活性焦制备技术及活性焦水处理技术具有重要的意义。
中国科学院山西煤炭化学研究所在其多年煤炭气化研究的基础上,开发了流化床活性焦制备工艺。本论文在其基础上制备了水处理用活性焦,并对其进行物理化学性能表征,考察其水处理性能、吸附动力学特征等,为大规模活性焦处理废水工艺提供一定理论基础。
论文包括以下六个章节:
第一章为文献综述及课题选择。对我国水污染(特别是焦化废水、造纸废水)现状以及国内外水处理技术的研究和应用现状进行了综述,通过对各种废水处理技术优缺点的比较,阐明了活性焦水处理技术的优点,并结合目前活性焦制备工艺现状,提出了本课题选择的目的和主要的研究内容。
第二章为实验装置和主要测试手段。介绍了实验设备、分析方法和表征手段。
第三章详细介绍了流化床煤直接制活性焦工艺,对活性焦进行物理化学性能表征,并和吸附性能相关联,实验表明,流化床制水处理活性焦具有良好的吸附性能,可用于废水处理。
第四章分别以焦化废水和造纸废水为处理对象,对活性焦进行水处理工艺过程研究。考察了工艺条件对活性焦水处理性能的影响,获得了废水处理的最佳工艺参数,得到了描述吸附特性的Freundlich吸附等温式、吸附量方程、液相有效扩散系数。
第五章对活性焦再生性能进行研究,考察其再生吸附性能。实验表明,流化床制活性焦有良好的再生性能,经过4次再生后,其仍然有良好的吸附效果,且与原活性焦相比,其吸附性能还有所加强。
第六章为工作总结和展望。对论文工作进行总结,指出论文中有待进一步深入研究的问题,并对流化床制活性焦的开发提出合理的建议,指出今后的工作方向。