【摘要】：水處理中煤基生物活性炭的使用為更好地處理微污染水源提供了高效且可長期使用的方法,它結(jié)合了活性炭本身吸附功能和培植在表面微生物群落降解功能,可達到更好的水處理效果和更長的使用期限。然而長期的使用,導致其吸附大量的水體污染物,且覆蓋于活性炭表面,不僅嚴重影響生物膜活性,更會使得孔隙堵塞飽和,最后成為失效的煤基生物活性炭。活性炭再生的方法有很多,而針對水處理中煤基生物活性炭的失效再生卻很少,且現(xiàn)有再生設(shè)備龐大、消耗大。因此本文結(jié)合熱-電聯(lián)用再生法,重點對現(xiàn)有的設(shè)備進行改進完善,重新搭建再生爐,著重依托新式低壓引弧放電再生對水處理中失效的煤基生物活性炭進行再生實驗研究,最終成功對水處理中失效的煤基生物活性炭進行了再生,以碘值和亞甲藍值表征的吸附能力恢復到了90%以上,并與管式爐熱再生和原設(shè)備再生進行了對比分析。具體如下:(1)對本課題背景和應用于水處理中飽和生物活性炭的再生方法進行了綜述,重點闡述了各自的優(yōu)缺點以及新的研究方向、方法和理論。(2)探究了實驗狀態(tài)下飽和生物活性炭的表觀電阻,對其影響因素:預熱處理溫度、水分、流速和生物膜進行分析,重點討論了電極板間距的影響,總結(jié)出更加有利的實驗條件;在原設(shè)備基礎(chǔ)上改進創(chuàng)新,采用更加合理的間距、緊湊的結(jié)構(gòu)、可視化的石英玻璃,并使其小型化,搭建低電壓引弧放電再生實驗裝置。根據(jù)實驗裝置結(jié)構(gòu)和對樣品的稱量情況,確定了每次實驗僅需要約6.0kg的樣品。(3)進行管式爐模擬傳統(tǒng)熱再生實驗,并對其結(jié)果進行簡要描述;對原熱-電聯(lián)用再生實驗和結(jié)果進行概述;重點進行低電壓引弧放電再生實驗,對再生過程中的伏安特性進行了分析,也驗證了三段式低電壓的可行性;闡述了引弧放電作用原理,對記錄的放電現(xiàn)象進行分析,結(jié)果驗證了引弧放電原理在再生中真實性;實驗中樣品脫附和過程質(zhì)量損耗在20.0%左右;吸附性能的測定結(jié)果推導出實驗最優(yōu)條件。(4)對三種再生的樣品(Regenerated Activated Carbon,RAC)和新活性炭(New Activated Carbon,NAC)、失效生物活性炭(Saturated Bio-Activated Carbon,SBAC)從熱重(TG)和紅外光譜(FTIR)的角度進行了對比分析。將樣品的脫附過程分成四個不同階段,具體對比分析了各樣品的熱解脫附過程;用純炭粉消除炭本身對樣品的影響,結(jié)果顯示其影響極小,可以忽略;通過光譜圖解析脫附出的產(chǎn)物,并對各自產(chǎn)物進行了光譜分析;分析三種各自不同再生樣品的效果,并橫向?qū)Ρ攘巳N不同再生法的最優(yōu)再生樣品。(5)對多種實驗樣品進行了部分物理和化學性質(zhì)以及吸附性能的表征分析,主要包括樣品粒徑分布、顆粒破碎強度、形貌、表面元素分析以及碘和亞甲藍值測定。
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X52

【參考文獻】

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本文編號：2712984