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载苯酚活性炭微波法再生试验

收藏本文 2024-02-02 点赞:4786 浏览:15575 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:本论文以活性炭的微波再生法为研究对象,从微波法(GACM法)、载N2微波法(GACN2-M法)和载CO2微波法(GAC_(CO2-M)法)三种不同的微波再生活性炭方法入手,考察了微波多次再生活性炭的可行性;其次分别探讨了GACN2-M法和GAC_(CO2-M)法再生活性炭的影响因素和最佳再生条件及多次再生活性炭的效果;一系列先进的分析测试方法分析了活性炭的微波再生机理,从而为微波再生活性炭工艺一定的参考和依据。研究结果,GACM法多次再生活性炭效果不佳,GACN2-M法再生活性炭的效果优于GAC_(CO2-M)法,是本论文推荐的微波多次再生活性炭方法。影响微波法再生活性炭因素最大的是微波功率和辐照时间,其次是活性炭用量和载气流量,含水量的影响较小,因此活性炭再生前可不烘干而再生饱和湿活性炭,简化了微波法再生活性炭工艺。GACN2-M法再生活性炭的费用是GAC_(CO2-M)法再生活性炭费用的2.1倍,但多次再生效果优于GAC_(CO2-M)法,故在实际工程中GACN2-M法多次再生活性炭较理想。SEM扫描电镜、EDX表面元素分析、BET比表面分析仪研究结果, GACN2-M法再生后活性炭表面变得粗糙,出现了的裂纹,闭塞的孔被打开,并向里延伸,活性炭平均孔径增大,一定比例的中孔于增加活性炭对苯酚的吸附量。GAC_(CO2-M)法再生后活性炭表面并出现大量微孔结构,炭量损失严重,微孔数量减少,比表面积相应减少,苯酚吸附量降低。GACN2-M法再生后活性炭的C元素含量略有上升,O元素含量减少;GAC_(CO2-M)法再生后,活性炭中C元素含量减少,O元素含量略有增加。Boehm滴定、PZC零电荷点测定结果,经微波再生后,活性炭表面酸性基团逐渐减少,碱性基团逐渐增加,于以疏水性和弱酸性为主的苯酚的吸附。GC/MS气质联用仪及苯酚去向和物料衡算结果,微波再生活性炭中苯酚缩合产物繁多,主要有二苯并呋喃、萘、二苯醚等,但含量较少;在氮气流量0.1m3/h下,经700W微波辐照30min再生一次后苯酚的挥发量占其吸附总量的48.64%,高温裂解、缩合、氧化、炭化的苯酚量占51.36%,再生后活性炭上无残留苯酚存在,活性炭的微波再生法不仅能再生活性炭,还是去除有机污染物的方法。关键词:微波辐照论文活性炭再生论文苯酚论文吸附论文表面官能团论文

    摘要5-6

    Abstract6-11

    第1章 绪论11-24

    1.1 活性炭及其应用11-16

    1.1.1 活性炭的性质11-12

    1.1.2 活性炭的活化、改性与再生12-14

    1.1.3 活性炭在水处理中的应用及展望14-16

    1.2 微波及其应用16-19

    1.2.1 微波的性质16

    1.2.2 微波加热的基本原理和优点16-17

    1.2.3 微波在环境工程中的应用与发展17-19

    1.3 苯酚及其废水的治理方法19-20

    1.3.1 苯酚的性质19

    1.3.2 苯酚废水的危害19

    1.3.3 苯酚废水的治理方法19-20

    1.4 课题研究的内容与20-24

    1.4.1 课题研究的来源20-21

    1.4.2 课题研究的内容与21

    1.4.3 创新点21-22

    1.4.4 技术路线22-24

    第2章 微波法多次再生活性炭的可行性试验24-33

    2.1 实验分析方法24-28

    2.1.1 主要实验仪器与试剂24

    2.1.2 原炭及高浓度苯酚废水的制备24-25

    2.1.3 实验分析方法25-26

    2.1.4 实验装置图26-27

    2.1.5 实验27-28

    2.2 微波法多次再生活性炭可行性试验28-30

    2.2.1 实验现象及解释28-29

    2.2.2 实验结果及分析29-30

    2.3 载气微波法多次再生活性炭可行性试验30-32

    2.3.1 载氮气微波法再生活性炭实验现象、结果及分析30-31

    2.3.2 载二氧化碳微波法再生活性炭可行性初步探索31-32

    2.4 小结32-33

    第3章 载氮气微波法再生载苯酚活性炭试验33-41

    3.1 单因素实验33-38

    3.1.1 活性炭用量的影响33-35

    3.1.2 微波功率的影响35

    3.1.3 辐照时间的影响35-36

    3.1.4 含水量的影响36-37

    3.1.5 氮气流量的影响37-38

    3.2 正交实验38-39

    3.3 载氮气微波法最佳再生条件下的多次再生39

    3.4 小结39-41

    第4章 载二氧化碳微波法再生载苯酚活性炭试验41-47

    4.1 单因素实验41-44

    4.1.1 辐照时间的影响41-42

    4.1.2 二氧化碳气体流量的影响42-43

    4.1.3 微波功率的影响43-44

    4.2 正交实验44-45

    4.3 载二氧化碳微波法最佳再生条件下的多次再生45-46

    4.4 小结46-47

    第5章 微波再生活性炭机理及经济比较47-67

    5.1 活性炭孔隙结构与除污机理的关系47-50

    5.1.1 电镜扫描及表面元素分析47-49

    5.1.2 比表面积测定49-50

    5.2 活性炭表面化学结构与除污机理的关系50-53

    5.2.1 Boehm 滴定50-51

    5.2.2 零电荷点分析51-52

    5.2.3 测定结果与分析52-53

    5.3 再生尾气的气-质联用分析53-63

    5.3.1 检测仪器与方法53-54

    5.3.2 检测结果与分析54-63

    5.4 苯酚去向分析及物料衡算63-64

    5.5 不同微波法加热再生活性炭的经济比较64-65

    5.5.1 载氮气微波法再生活性炭的费用计算64-65

    5.5.2 载二氧化碳微波法再生活性炭的费用计算65

    5.6 小结65-67

    67-69

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