处理反渗透浓水后粉末活性炭的再生研究

摘要

随着反渗透（RO）技术的持续发展，其在水处理领域的应用日益广泛，在得到净水的同时，也产生了大量的反渗透浓水（ROC）。由于其中的有机污染物经过前期的生化处理并被富集，通常为难降解的小分子有机物，如果未经处理而直接排放，将对水环境产生严重的污染。因此，从ROC中去除有机物成为研究热点，活性炭（AC）吸附是可行的工艺之一。然而，AC吸附仅仅是将有机物转移至固相，如果废旧活性炭不经过合理处置，不仅仅将产生大量固体废物，而且仍然对环境安全构成威胁。
　　WO再生AC，条件温和，不仅可以在一定程度上回收活性炭，也可以将大部分吸附的有机物氧化或转化为易生物降解的有机酸，减小对环境的影响。因此，本研究采用WO再生废旧的粉末活性炭（PAC），通过对影响再生的两个主要因素，再生温度和时间进行考察，综合考虑经济因素，确定了最佳再生条件，即再生温度为200℃、再生时间为60min和氧气压力为0.1MPa。同时在最佳条件下进行了循环吸附再生，验证了PAC的稳定性，并对PAC的性状进行了分析测试。
　　溶剂法再生AC，方法成熟，操作较为简单，也是活性炭再生的重要研究方向。在前期工作的基础上，考察了甲醇和乙醇两种再生剂对PAC再生时平衡浓度与吸附量的关系，分析了PAC的一级和二级再生后的再生炭性状、再生率和微孔之间的关系，同时对不同固液比的PAC进行了连续吸附再生，研究其再生率的变化和稳定性，考察再生炭在不同再生次数下的情况。结果表明，甲醇和乙醇在一级再生时就能达到较好的再生效果，在固液比为100g/L时，既能有较高的再生率，也能使PAC的破损较少，同时在多次循环再生中，也有很好的稳定性。
　　最后，针对溶剂法的两种再生剂进行经济性分析，结果表明，乙醇再生更节约。虽然乙醇在经济上有优势，但是存在一定的环境二次污染问题。相比之下， WO虽然前期投入较大，但是没有二次污染，再生效果好，随着技术的不断进步， WO在实际应用中会有广阔的前景。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 反渗透浓水的处理现状

1.1.1 混凝/絮凝

1.1.2 高级氧化

1.1.3 活性炭吸附

1.1.4 其他方法

1.1.5 小结

1.2 活性炭再生的研究现状

1.2.1 各种再生方法

1.2.2粉末和颗粒活性炭再生的比较

1.2.3 小结

1.3 研究内容和目的

第二章 湿式氧化法再生粉末活性炭

2.1 试验材料及方法

2.1.1 试验材料及仪器设备

2.1.2 试验方法

2.1.3 分析方法

2.1.4 再生效率的评价方法

2.2 实验结果及讨论

2.2.1 再生温度对湿式氧化再生粉末活性炭的影响

2.2.2 再生时间对湿式氧化再生粉末活性炭的影响

2.2.3 加H2O2的湿式催化氧化

2.2.4 湿式氧化对空白炭的影响

2.2.5 最佳条件下的再生循环

2.2.6 新炭和最佳条件下的再生炭吸附ROC后的分子量分析

2.2.7 粉末活性炭的质量损失分析

2.2.8 粉末活性炭的零电势点分析

2.2.9 小结

第三章 溶剂法再生粉末活性炭

3.1 试验材料及方法

3.1.1 试验材料

3.1.2 试验仪器

3.1.3 试验方法

3.1.4 再生率的评价方法

3.2 甲醇再生试验结果与讨论

3.2.1 不同饱和炭对再生率的影响

3.2.2 再生时间对再生率的影响

3.2.3 一级再生实验

3.2.4 二级再生实验

3.2.5 一级再生循环实验

3.2.6 小结

3.3 乙醇再生试验结果与讨论

3.3.1 再生时间对再生率的影响

3.3.2 一级再生实验

3.3.3 二级再生实验

3.3.4 一级再生循环实验

3.3.5 小结

第四章 再生剂和再生法的分析与比较

4.1 甲醇和乙醇循环再生效果比较

4.1.1循环再生率的比较

4.1.2 循环再生后PAC中残留的有机物浓度比较

4.1.3 小结

4.2甲醇和乙醇经济性比较分析

4.2.1 甲醇再生经济性分析

4.2.2 乙醇再生经济性分析

4.2.3 甲醇和乙醇再生经济性比较

4.2.4 小结

4.3 湿式氧化法和溶剂法的比较分析

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢