含酚废水处理.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流含酚废水处理.精品文档.学位论文论文题目: 含酚废水处理 硕 士 生: 指导教师: 教授 工程领域: 含酚废水处理摘 要酚类废水的毒性剧烈,它对于人类和生物组织的危害巨大,皮肤沾染或渗透后、被生物吞咽后,都显示其有较高的毒性,同时,此种物质也对自然届造成较大危害,溶在水中可以严重污染水质。所以如果不能能够生理安全有效地处理掉水中的对氯苯酚,将不可避免地对人们及其他生物构成极大危害。吸附法是本文所要阐述的主要办法,在此方法中对设备的要求简单、操作流程方便、对含氯苯酚的废水能够较好净化,可对大部分污染物质进行有效吸附,回收物的纯度系数较高,而且因
2、为该生产流程对能耗要求不高、活性碳纤维再生容易,所以在工业上得到广泛地应用。若要实现此种方法的工作生产,就要从环境和经济效益两个角度考虑,资源回收与废水处理达标排放是水处理过程中需要探查的两个方面问题。本文中阐述的活性碳纤维做为吸附剂进行操作是一种操作简便的方法,同时可有效回收利用废水中有用资源,这种物理化学方法适用于高低浓度的废水,本实验采用吸附法脱除废水中的氯苯酚,用活性炭纤维作为吸附剂。本文拟对活性炭纤维用于等温吸附平衡进行研究求算模型参数以及PH值对活性炭纤维吸附氯苯酚影响的研究,并且对活性炭纤维固定床等温吸附突破曲线和活性炭纤维的填充床的再生做了较详细的研究。通过此实验为现实工业中该
3、类废水的处理方法提供了理论依据。此方法为改进处理含酚废水技术提供根据,相信会在实际工业生产中有实际价值。ABSTRACTChlorophenol is a strong toxic and flammable substance, when absorbed through the skin or inhaled, after swallowing it also stimulates the organism tissue serious. Chlorophenol is a pollutants for source. Had no reasonable treatment, it wou
4、ld imperil people and other biology.The assay method equipment is simple, easy to operate, high purification rate, adsorption capacity, high purity of recycled goods, and easy to renew and many other advantages, so widely used in industry.Starting from the point of view of environmental and economic
5、 benefits, both resource recovery and waste water treatment should be considered in water treatment technologies. The adsorption technology is a simply physical and chemical method for high and low concentrations of wastewater ,which could reclaim useful resource for recycling waste water, The exper
6、iment uses the activated carbon fiber as the sorbent to adsorb the chlorophenol in wastewater. This paper intends to study the balance of activated carbon fibers for isotherm adsorption studies, to calculate the model parameters and the PH value of impact on activated carbon fiber adsorption chlorop
7、henol .it also study fixed bed regeneration of activated carbon fiber fixed bed adsorption breakthrough curves of activated carbon fibers detailed study. This experiment provides a theoretical basis for such wastewater treatment in the real industry.This method improved the treatment of phenol waste
8、water technology, I believe the real value in the industrial production.创新点摘要本文主要研究的是通过活性碳纤维实现对含酚废水处理的过程,其创新点如下:1.对于含酚废水的处理过程和方法被作为水处理研究中备受关注的课题。就环境和经济效益两个角度考虑,资源回收与废水处理达标排放是水处理过程中需要探查的两个方面问题。本文中阐述的活性碳纤维做为吸附剂进行操作是一种操作简便的方法,同时可有效回收利用废水中有用资源,这种物理化学方法适用于高低浓度的废水,但若吸附剂再生性能差、价格贵。则很难在实际水处理中普遍应用。活性碳纤维此类物质是一
9、种高效新型的吸附剂,它的优点包括吸附容量大、吸附和解吸速率快、再生条件温和。所以对于此类物质在废水处理的应用研究中逐步加深。2. 在文中对活性炭纤维用于等温吸附平衡进行了研究求算模型参数以及PH值对活性炭纤维吸附氯苯酚影响的研究,并且对活性炭纤维固定床等温吸附突破曲线和活性炭纤维的填充床的再生做了较详细的研究。通过此实验为现实工业中该类废水的处理方法提供了理论依据。目 录学位论文独创性声明I学位论文使用授权声明I摘 要IIABSTRACTIII创新点摘要V目 录1前 言1第一章.文献综述21.1 酚类化合物危害概述21.2 含酚废水的处理方法21.2.1 高浓度含酚废水的处理方法21.2.2
10、中等浓度含酚废水的处理方法31.2.3 低浓度含酚废水的处理方法41.3 活性炭纤维简介41.3.1 活性炭纤维的组成和性能41.4 活性炭纤维在生活中的应用51.4.1 水处理方面的应用51.4.2 电子器材和产品方面的应用61.5扩散机理与扩散方程71.5.2 吸附等温线的经典模型91.6 固定床吸附器10第二章.实验所用药品仪器和所用溶液的配制162.1 实验药品162.2 实验仪器与设备162.3 所用溶液的配制172.3.1 对氯苯酚原液(PCP)的配制172.3.2 缓冲溶液(pH值10)的配制172.3.3 4氨基安替比林(4APP)溶液的配制172.3.4 铁氰化钾溶液172.
11、3.5. 对氯苯酚中间液172.4 溶液配制备注17第三章.实验部分193.1 活性炭纤维吸附氯苯酚标准曲线的绘制193.1.1 显色原理与实验内容193.1.2 绘制标准曲线的实验步骤193.2 吸附平衡实验203.2.1 吸附平衡实验内容203.2.2 平衡吸附等温线的测定原理20表1 吸附等温线数据表203.2.3 吸附平衡实验步骤243.2.4 吸附平衡实验结论243.2.5 最小二乘法线性回归模型243.2.6 PH值对吸附平衡的影响实验内容273.2.7 PH值对吸附平衡的影响实验步骤273.2.8 PH值对吸附平衡的影响结论283.3 活性炭纤维吸附氯苯酚速率的研究283.3.1
12、 实验基本原理283.3.2 吸附速率的实验内容283.3.3 吸附速率的实验步骤283.3.4 吸附速率实验数据处理293.3.5 吸附速率曲线实验结论293.4 活性炭纤维固定床突破曲线的研究293.4.1 固定床吸附简介293.4.2 突破曲线实验内容303.4.3 突破曲线实验方法303.4.4活性炭纤维床层的填充303.4.5 活性炭纤维固定床突破曲线的实验步骤313.4.6 活性炭纤维固定床吸附突破曲线结论313.5 活性炭纤维再生的研究323.5.1 活性炭纤维再生的概述323.5.2 活性炭纤维再生原理323.5.3 活性炭纤维再生的实验323.5.4 活性炭纤维固定床再生效率
13、的计算333.5.5 实验结论33第四章 结论35参考文献36致谢37前 言水是保贵的自然资源,是人类赖以生存的必要条件,在人类生产和生活中,从自然界取用了水资源,经生产和生活活动后,又向自然界排出了受污染的水,酚类废水便是其中之一.本实验要治理的对氯苯酚(Pchlorophenol),也叫作对氯酚,化学相对分子量为128.56,白色针状晶体,工业品带黄色或粉红色。相对密度为(40/4)1.26,沸点为217,熔点为42-43,闪点为121,微溶于水。在水中溶解度为(20)27.1g/l。对氯苯酚的毒性剧烈,它对于人类和生物组织的危害巨大,皮肤沾染或渗透后、被生物吞咽后,都显示其有较高的毒性,
14、同时,此种物质也对自然届造成较大危害,溶在水中可以严重污染水质。所以如果不能能够生理安全有效地处理掉水中的对氯苯酚,将不可避免地对人们及其他生物构成极大危害。若要实现此种方法的工作生产,就要从环境和经济效益两个角度考虑,资源回收与废水处理达标排放是水处理过程中需要探查的两个方面问题。本文中阐述的活性碳纤维做为吸附剂进行操作是一种操作简便的方法,同时可有效回收利用废水中有用资源,这种物理化学方法适用于高低浓度的废水,本实验采用吸附法脱除废水中的氯苯酚,用活性炭纤维作为吸附剂。从环境和经济效益两个角度出发,水处理技术应考虑兼顾资源回收与废水处理达标排放两个方面的问题。吸附是一种操作简便、可实现废水
15、中有用资源回收利用、对高低浓度废水均适用的物理化学方法,本实验采用吸附法脱除废水中的氯苯酚,用活性炭纤维作为吸附剂。活性炭纤维与颗粒状活性炭相比的显著特点是其具有较大的比表面积、发达的孔隙、而且有较窄的孔径分布、吸附速度快、吸附能力大和容易再生等特点,它的纤维外型以及独特的特性能可以作为纱、线、布和毡的原料等,这就在生产流程设备的简化和具体的工业使用带来很大的简便性。在空气净化和废水处理、制作化学防毒服和防毒面具、吸附放射形物质及微生物、回收微量贵重金属等领域,活性炭纤维也同样得到了广泛的应用。本文拟对活性炭纤维用于等温吸附平衡进行研究求算模型参数以及PH值对活性炭纤维吸附氯苯酚影响的研究,并
16、且对活性炭纤维固定床等温吸附突破曲线和活性炭纤维的填充床的再生做了较详细的研究。通过此实验为现实工业中该类废水的处理方法提供了理论依据。目前,保护环境已经成为人类的共识,处理含酚废水已经迫在眉睫,此方法为改进处理含酚废水技术提供根据。相信会在实际工业生产中有实际价值。第一章.文献综述1.1 酚类化合物危害概述酚类化合物是易分解的有机毒物:(1)它的生物毒性:酚是一种高毒的污染物,低浓度的酚可使蛋白质变性,高浓度的酚可使蛋白质沉淀,酚对各种细胞有直接的损害作用,对皮肤和黏膜有强烈的腐蚀作用,酚的嗅觉阈值为25mg/l,酚的许多衍生物有很低的嗅觉阈值,如氯酚为0.001-0.0005mg/l;甲酚
17、为0.0025mg/l。所以被酚污染的鱼类等食品最容易被人们察觉和厌弃。长期引用被酚污染的水源可引起头晕、出疹、瘙痒、贫血及各种神经系统疾病。(2)酚的来源及污染:与氰化物相似,酚在自然条见下也普遍存在。估计有两千多种,但其含量低,主要来自粪便和含氮有机物在分解过程中的产物,高浓度的酚只可能来自人类的生产活动。以工业上的“三废”形式进入环境。由于生产的原料、工艺、管理放法的不同,酚污染源排放酚的种类、数量和浓度也各不相同。大量高浓度的含酚污水,主要来自焦化厂、煤气站、绝缘材料厂、化工厂、炼油厂、树脂厂、玻璃纤维厂、制药厂等。其浓度在18*mg/l之间变化。废水的含酚量极其特性,随工业种类不同而
18、不同。就是同一工业也可能有所差异。焦化废水成分复杂。含有酚、氯酚、苯氧基酸且化学需氧量高,废水中含挥发酚16003200mg/L,不挥发酚300500mg/L,煤气发送站废水,当采用烟煤 为汽化燃料时,水质十分不好,SS含量高,含挥发酚10003200mg/L,这种废水排入江河,对生物农作物均有危害.如果饮用水源含酚,对人体健康十分不利.因此,消除酚害是治理三废的一个重点.1.2 含酚废水的处理方法含酚废水由于来源不同,处理时常分为三类,以便有针对性的选择处理方法,也就是按酚的浓度高低,分为高浓度、中等浓度和低浓度含酚废水。1.2.1 高浓度含酚废水的处理方法高浓度含酚废水常用溶剂萃取法和蒸汽
19、吹脱法。但应用这些回收产品的方法,选用时要同时考虑酚钠盐的销路。否则将导致回收产品销路不畅而停产。一、溶剂萃取法多年来,国内外对含酚废水的处理与回收进行了大量的研究工作,提出并且实施了多种治理方法。其中,溶剂萃取是常用的废液脱酚方法。萃取法适用于从高浓度废水中(c1000mg/L)回收酚类物质。不仅可回收挥发酚,也可回收不挥发酚。萃取脱酚常用的萃取剂是苯、重苯、重溶剂油、取代乙酰胺、醋酸乙脂、异丙醚、苯乙酮、磷酸三甲酚等。其中萃取剂具有效率高、损耗低、无毒、水溶性小、长期运转不易老化等特点。它可使含分量(mg/L)为几千的工业废水降至几百或几十。因此,国内目前一般采用萃取加生化或萃取加吸附等多
20、级回收治理方法。使高浓度含酚废水降至允许的排放标准。萃取时废水中酚与形成分子间氢键缔合物,所形成分子间氢键缔合物被萃入有机相后,用一定浓度的氢氧化钠溶液进行反萃取,有机相中酚与氢氧化钠溶液形成溶于水相而不溶于有机相的酚钠。依据可逆络合反应萃取分离极性有机物稀溶液的基本原理。通过工艺研究。采用高效QH型络合萃取脱酚溶剂,以见用络合萃取法处理工业含酚废水工艺的报道,利用混合型络合萃取剂。通过2-3级错流萃取(油水比为1:1),可是废水中残留酚类浓度低于0.5mg/L,可以达到国家规定的排放标准。此法效率极高,可回收98%99%的酚。二、蒸汽吹脱法根据挥发性酚类可以和水蒸气一起蒸出,可以采用蒸汽吹脱
21、法回收挥发性酚类,挥发酚多指沸点在230以下的酚类。通常指一元酚,这种方法不适用于不挥发酚类的回收。回收挥发性酚类时,要将废水PH值调节到4左右,以使废水中的酚盐转化为酚,并加药剂(如硫酸铜)沉淀硫化物。不让硫化氢混入挥发酚,回收设备用水蒸气蒸馏装置。这种方法回收的挥发性酚类要进一步分离水分后,才能资源化。常以碱法浓缩结晶得到酚钠,作为化工产品使用。理论上讲,此法可定量的分离出挥发性酚类,但工程实施时,只需达到排放标准就可以了。由于蒸汽吹脱法耗能大,一般只适用于高浓度含酚废水的处理,如废水中挥发性酚类组成复杂,回收得到的酚钠就难以资源化。1.2.2 中等浓度含酚废水的处理方法中等浓度含酚废水,
22、从经济观点来看这种浓度的酚已经没有必要进行回收。含酚5500mg/L的废水均属于中等浓度含酚废水。在次类含酚废水不杂其他毒性物质时(或以预先除去)的情况下,广泛采用生物法进行处理,生物法包括:氧化塘、氧化沟、滴滤池、生物膜法及活性污泥法。一、活性污泥法该法是以活性污泥为主体的废水处理方法。该法是废水生物处理中使用最广泛的一种方法.它于1914年在英国曼彻斯特建成实验场以来已有八十多年的历史了.随着生产和应用的不断改进,特别是近四十多年,在对其生物反应和净化机理进行广泛深入研究的基础上,该法得到了很大发展.现以成为有机性污水处理的主要方法.活性污泥法净化废水包括两个过程:有微生物的代谢反应和活性
23、污泥的物理化学作用.二、生物膜法该法是一种利用生物膜进行人工生化处理的方法,经处理后污水可以排放或污水灌溉。常使用有塔式生物滤地、生物转盘及氧化塘等。以及活性污泥及生物膜之间的生物接触氧化法等。用于治理生化法等工艺.采用氯化加石灰的方法酚的祛除率可几乎近100%,氯化时只需加入高浓度的氯以便把酚除尽。氯化时必须在PH7的情况下进行。否则会产生有毒的氯酚。用此法处理含酚5mg/L的再生焦场废水,可得可残留酚的排水,另外,臭氧和二氧化氯用作除酚氧化剂,效果也很好。其他用于去除中等浓度含酚废水的方法也有被采用,其中活性炭吸附法,可于生物法相竞争。它具有不受负荷波动影响而效果始终一致的优点。1.2.3
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