【摘要】：隨著科技的進步和工業(yè)的發(fā)展,環(huán)境問題日益突出,尤其是水污染問題嚴重影響了人民的日常生活和經(jīng)濟的發(fā)展。焦化廢水是一種非常難處理的工業(yè)廢水,工業(yè)上采用多種技術聯(lián)合處理焦化廢水�，F(xiàn)有處理工藝由于除油效率低,焦油類物質可以造成后續(xù)蒸氨過程中蒸氨塔堵塞以及生物處理過程菌種活性下降等問題,另一方面隨著環(huán)保標準的不斷提高,對處理后水質要求更高,需要對現(xiàn)有處理工藝進行改進。本研究采用多孔陶瓷對焦化廢水進行預處理去除水中的焦油類物質,消除對后續(xù)處理過程的不利影響,并控制多環(huán)芳烴的擴散。為使水質能夠達標排放,在生物處理后進行強化處理措施,采用活性炭吸附和深度氧化過程,主要研究了活性炭和陶瓷-活性炭復合材料的制備與吸附。本文還針對重金屬離子廢水的治理問題,研究了低硅X分子篩和陶瓷-低硅X分子篩復合材料對重金屬離子的吸附脫除效果。本文研究了多孔陶瓷在焦化廢水預處理過程中的過濾作用,考察了過濾流量、過濾壓力、反沖洗再生方式、反沖洗時間等影響因素,優(yōu)化了操作條件。結果發(fā)現(xiàn),利用多孔陶瓷過濾預處理焦化廢水,可以有效去除焦化廢水的懸浮物和多環(huán)芳烴等各種油類化合物,避免此類有毒有害污染物對生化處理過程生物活性的影響,由于在初始階段去除了多環(huán)芳烴,這對有效控制多環(huán)芳烴的擴散也起到了關鍵作用。通過在過濾器內增設強化除油裝置,可以使過濾周期可以延長20%,焦油去除率可提高10%。針對過濾后水質中酚含量較高的問題,重點研究了活性炭對水中酚類物質的吸附特性。通過比較不同性質活性炭的特征參數(shù)對吸附的影響,結果表明,活性炭對酚的吸附不僅與活性炭比表面積有關,更取決于活性炭表面的基團特征。堿性活性炭對酚的吸附優(yōu)于酸性活性炭,活性炭表面的含氧基團有利于酚的吸附。以煤焦油瀝青為主要原料制備的活性炭對酚類化合物具有較好的吸附效果。利用煤焦油瀝青為原料,原位炭化和活化制備了陶瓷-活性炭復合材料,提高了陶瓷材料的吸附性能。陶瓷-活性炭復合材料的孔道內生長的活性炭減小了陶瓷的孔徑,提高了陶瓷的過濾能力,復合材料的疏水性提高,增加了吸附性能。由于復合材料的優(yōu)異強度和表面性能,可以利用其作為污水深度氧化處理過程的催化劑載體。此外,本文還利用低硅X分子篩對重金屬離子的溶液進行吸附,獲得了適宜的吸附操作條件,通過低硅X分子篩吸附可以有效去除溶液中的重金屬離子。采用原位合成的方法將低硅X分子篩成功負載在陶瓷表面,制備了陶瓷-分子篩復合材料,將合成的陶瓷-分子篩復合材料用于重金屬離子的吸附,吸附飽和后可以直接對其進行再生處理,繼續(xù)利用,多次再生使用依然具有較好的吸附交換能力,復合材料與純粉末分子篩相比,在使用過程中操作更方便,不需要過濾分離即可回收和再生重復利用。
【圖文】：

雖然該工藝能夠消除熄焦廢水的產(chǎn)生，但是作為焦化廢水主要來源的蒸氨廢水并沒有減少。同時，由于處理后的焦化廢水不再回用于熄焦，這就要求焦化廢水處理必須達到排放標準，或改善處理效果回用于其他高水質要求的場合。焦化廢水水質主要受原料煤的組成、煉焦工藝等因素影響而有所不同，通常主要含有高濃度的酚、氰化物、硫氰化物和氨氮等，同時還含有難以生物降解的油類、吡啶等雜環(huán)化合物和萘、蒽、苯并芘等多環(huán)芳烴類化合物（PAHs）[7-10]。雜環(huán)化合物和多環(huán)芳香化合物不但穩(wěn)定性強，難以生物降解，而且通常具有致癌和致突變作用，危害非常大。由于焦化廢水中含有有害、有毒污染物種類多，而且水量大、水質不穩(wěn)定，所以焦化廢水是一種處理難度非常大的工業(yè)污水。1.2.2 焦化廢水的處理技術由于焦化廢水組成復雜，有毒有害成分多，污染物種類和數(shù)量都很多，所以焦化廢水處理過程是一個復雜的綜合工藝技術，，目前工業(yè)上采用的主要處理過程如圖 1-1 所示。

中國石油大學（華東）博士學位論文17圖2-1 實驗裝置流程示意圖Fig.2-1 A schematic diagram of experimental setup2.2.2 吸附及吸附等溫線的測定稱取不同質量（m）的活性炭放入具塞錐形瓶中，加入初始濃度為 c0的酚溶液，放置于水浴恒溫振蕩器中在恒定溫度下，一定轉速下震蕩吸附，吸附至一定時間后用注射器取樣，經(jīng)微孔濾膜過濾后，使用液相色譜進行酚含量分析。測得溶液中酚的濃度為ce，按式（2-1）計算活性炭吸附對酚的去除率。去除率(%)= (c0-ce) /c0×100 (2-1)式中，c0：酚溶液的初始濃度，mg L 1；ce：酚溶液的平衡濃度
【學位授予單位】：中國石油大學(華東)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TQ424;X784

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本文編號：2691648