微波—活性炭处理氨氮废水的研究

论文摘要

随着工农业的发展和人口的增加,产生了大量的氨氮废水,这些废水排入江河湖泊会造成富营养化等危害,目前对氨氮废水的处理技术主要有物理化学法和生物处理法,这些方法存在着产生二次污染和操作复杂等缺点,特别是生物法处理氨氮废水的时间长,不能满足工业快速发展的要求,因此,寻求一种经济、高效、快速去除氨氮的方法具有重要的研究意义。本文首先研究了微波辐射处理氨氮废水的工艺条件,考察了pH值、处理时间、废水的初始浓度、微波的设置温度和微波功率对氨氮废水处理效果的影响,对比了微波辐射下和油浴加热下两种方法对氨氮去除率的影响。由实验可知,用微波处理氨氮废水明显比常规加热时的处理效果好,废水pH值、微波设置温度和微波功率是氨氮废水处理效果的重要影响因素。其次研究了活性炭的改性并考察了其对废水中氨氮的吸附,还考察了H2SO4、NaOH、NaCl、Na2SiO3·9H2O、NaOH+Na2SiO3·9H2O对活性炭改性后对氨氮的吸附效果的影响。由静态吸附实验可知,用NaOH改性的活性炭对氨氮吸附效果最好,但在和微波共同作用时,NaOH+Na2SiO3·9H2O对活性炭改性时,吸附效果较好,所以本论文用NaOH和Na2SiO3·9H20一起对活性炭进行了改性。通过对等温吸附曲线的拟合确定了改性活性炭对废水中的氨氮的吸附符合Langmuir吸附模型,吸附动力学符合Lagrange假二级动力学模型,吸附的温度在30℃左右为宜。最后研究了微波和改性活性炭共同作用处理氨氮废水的情况,考察了活性炭投加量、废水的初始pH值、微波辐射时间和微波设置温度对氨氮废水的处理效果的影响,结果表明,废水的初始pH值对处理效果几乎不产生影响,只要投加15 g/L改性活性炭,经过微波辐射6 min后,500 mg/L左右的氨氮废水去除率就可以达到96%以上。考察了活性炭的回收利用的问题,对已使用的活性炭自然晾干后再次改性,然后处理氨氮废水,活性炭回收使用四次,每次氨氮的去除率均保持在95%以上。用微波和改性活性炭共同作用的方法处理了长炼催化剂厂的三种不同浓度的氨氮废水,氨氮的去除率都在95%以上,处理后的氨氮浓度都可以达标排放。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 氨氮废水的来源和危害
• 1.2.1 氨氮废水的来源
• 1.2.2 氨氮废水的危害
• 1.3 氨氮废水处理现状
• 1.3.1 物理化学方法
• 1.3.2 生物法处理氨氮废水
• 1.4 微波和活性炭在废水处理中的应用
• 1.5 课题的研究意义和内容
• 第2章 实验装置和分析方法
• 2.1 实验试剂与仪器
• 2.2 实验装置图
• 2.3 氨氮的分析方法
• 2.3.1 溶液的配制
• 2.3.2 氨氮标准曲线
• 2.4 COD的测定
• 2.4.1 溶液的配制
• 2.4.2 COD的计算方法
• 2.4.3 校核实验
• 第3章 微波处理氨氮废水
• 3.1 实验步骤
• 3.2 实验结果与分析
• 3.2.1 不同pH值对氨氮去除率的影响
• 3.2.2 辐射时间对氨氮去除率的影响
• 3.2.3 氨氮废水初始浓度对去除率的影响
• 3.2.4 微波设置温度对氨氮去除率的影响
• 3.2.5 微波功率对氨氮去除率的影响
• 3.3 小结
• 第4章 改性活性炭吸附氨氮废水的研究
• 4.1 实验步骤
• N=1000 μg/ml）的配制'>4.1.1 氨氮标准溶液（C_N=1000 μg/ml）的配制
• 4.1.2 改性活性炭的制备
• 4.1.3 静态吸附实验
• 4.2 实验结果与分析
• 4.2.1 活性炭改性方法的筛选
• 4.2.2 改性活性炭的红外分析
• 4.2.3 改性活性炭对氨氮的吸附等温线
• 4.2.4 吸附动力学分析
• 4.3 小结
• 第5章 微波-改性活性炭共同作用处理氨氮废水的研究
• 5.1 实验方法与步骤
• N=1000 μg/ml）的配制'>5.1.1 氨氮标准溶液（C_N=1000 μg/ml）的配制
• 5.1.2 改性活性炭+微波实验
• 5.1.3 活性炭回收利用实验
• 5.1.4 实际氨氮废水的处理
• 5.2 实验结果与分析
• 5.2.1 活性炭投加量对氨氮去除率的影响
• 5.2.2 pH值对氨氮去除率的影响
• 5.2.3 处理时间对氨氮去除率的影响
• 5.2.4 微波设置温度对氨氮去除率的影响
• 5.2.5 微波功率对氨氮去除率的影响
• 5.2.6 微波+活性炭共同作用机理
• 5.3 活性炭的回收利用实验
• 5.4 长炼催化剂厂氨氮废水的处理
• 5.5 小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 个人简历、在校期间发表的学术论文与研究成果