水处理用活性炭筛选方法的研究

摘要

电厂工业水处理用活性炭的用量很大，且其失效后不易再生，故电厂用于购买活性炭的费用很高。选择高吸附性能的活性炭可以减少单位产水量的活性炭用量，降低经济费用，所以选择可靠的活性炭吸附性能指标进行快速、准确的选炭，尤为重要。 目前，工业水处理用活性炭的选用是根据导则(DL/T582-2004)进行的，该方法能够比较准确的选择吸附性能比较好的活性炭，但也存在某些不足之处：(1)实验所用的腐植酸是从处理天然水体失效的阴树脂中提取，其实验操作繁琐，不易获得；(2)需要测定腐植酸、木质素、富里酸、丹宁酸的吸附等温线，实验操作繁琐。 本文尝试对市售试剂腐植酸进行改性处理，作为导则选炭实验中的吸附质，从而达到简化实验操作的目的；利用现有的不同行业的活性炭选择方法对十种活性炭（1＃唐新煤质炭、2＃唐新椰壳炭、3＃唐新椰壳炭、4＃振华椰壳炭、5＃正海木质炭、6＃振华杏壳炭、7＃振华杏壳炭、8＃淮北活性炭、9＃淮北活性炭、10＃淮北活性炭）进行等温吸附实验，以找出能够代替目前使用的活性炭选择导则(DL/T582-2004)的选炭方法，简化活性炭选择时的繁琐工序，以更简便的选择优质活性炭，降低工业成本。 实验主要包括静态吸附实验和动态吸附-微型柱快速穿透实验两部分。通过静态吸附实验绘制各种活性炭的吸附等温线，根据吸附质平衡浓度为5mg/L-10mg/L时的各种炭样的吸附容量进行排序，排序方法包括导则(DL/T582-2004)选炭法，改性腐植酸值法，丹宁酸值法，焦糖脱色率测定法。通过动态吸附-MCRB实验绘制各种活性炭的穿透曲线，测定其不同出水吸光度所对应的实验时间，然后根据以下原则进行排序：(1)当所有活性炭微型柱的出水满足C/C0≥80％时，则按照完全穿透(C/C0=80％)的时间长短进行排序，时间越长说明处理水量越大，吸附性能就越好。(2)当部分实验时间不到80％穿透点时，且最大穿透百分率不一致时，先计算出5％穿透率到最大实验穿透率之间的斜率，再结合穿透曲线的斜率随实验时间的增加而减小的特点，对活性炭优劣顺序进行推断。(3)当实验时间超过80％穿透点，且几种炭样的完全穿透时间相同，则根据穿透曲线的斜率（5％～80％之间）来对活性炭优劣进行排序。根据斜率计算公式，斜率越小，完全穿透时间越长，吸附性能越好。所用吸附质主要包括改性腐植酸、焦糖、木质素、丹宁酸、自来水中所含有机物。 通过实验得出以下结论：(1)在静态吸附实验方面，导则的排序结果从优到劣为：9＃、8＃、10＃、7＃、5＃、6＃、1＃、2＃、3＃、4＃，改性腐植酸法排序结果与导则相差很大，所以改性腐植酸不能作为导则选择活性炭实验中的吸附质；焦糖脱色率法与丹宁酸值法中的排序结果与导则相差不大，丹宁酸值法中只有排序靠前的三个炭样9＃、8＃、10＃的排序结果与导则完全一致，而焦糖脱色率法中排序靠前9＃、8＃、10＃、7＃、5＃、6＃等六种炭的排序结果与导则完全一致，其中包括了所有符合制糖行业中的焦糖脱色率大于50％的选炭标准的炭样(9＃、8＃、10＃)，所以焦糖脱色率法完全可以取代导则(DL/T582-2004)作为水处理用活性炭的选炭方法。(2)在微型柱快速穿透实验方面，所有的排序结果与导则相差很大，只有改性腐植酸与木质素作为吸附质的三种活性炭(9＃、8＃、10＃)排序结果与导则（DL/T582-2004）完全一致，微型柱快速穿透实验法不能取代导则(DL/T582-2004)作为水处理用活性炭的选炭方法。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题来源

1.2课题背景

1.3研究目的和内容

1.3.1研究目的

1.3.2研究内容

第二章活性炭选择方法的评述

2.1国内相关标准中规定的方法

2.2丹宁酸吸附值和焦糖脱色率的测定

2.3测定活性炭的孔径分布反映活性炭吸附选择性能

2.4微型柱快速穿透法

第三章装置、材料与分析方法

3.1实验装置

3.1.1分子量分布测定装置

3.1.2 MCRB实验装置图

3.1.3其它实验仪器

3.2实验材料

3.2.1活性炭

3.2.2改性腐植酸

3.2.3化学试剂

3.3实验方法

3.3.1活性炭静态吸附实验

3.3.2活性炭动态吸附——微型柱实验

第四章实验结果与分析

4.1活性炭静态吸附实验

4.1.1“火力发电厂水处理用活性炭使用导则”(DL/T582-2004)选用活性炭结果分析

4.1.2焦糖脱色实验结果与分析

4.1.3丹宁酸值测定的结果与分析

4.1.4改性试剂腐植酸值测定的结果与分析

4.2活性炭动态吸附实验——MCRB实验

4.2.1 MCRB实验用活性炭粒径的确定

4.2.2排序原则

4.2.3丹宁酸为吸附质的实验结果与分析

4.2.4改性试剂腐植酸为吸附质实验结果与分析

4.2.5木质素为吸附质的实验结果与分析

4.2.6焦糖为吸附质的实验结果与分析

4.2.7自来水为吸附质的实验结果与分析

4.3各种选炭测定方法的比较

第五章结论和建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

作者在攻读学位期间公开发表的论文

作者在攻读硕士学位期间所作的项目

致谢

附录