活性碳纤维吸附性能及其在水产养殖水体的处理研究

摘要

本课题研究的是将活性碳纤维这种具有良好吸附性能的材料用于水产养殖水体净化与废水处理，在不同pH、底物浓度、吸附时间，将两种比表面积活性碳纤维对模拟COD、TP和NH4+-N废水进行吸附试验，通过对比最终选择比表面积为1000m2·g-1的活性碳纤维作为复合碳纤维的基材。对活性碳纤维在不同试验条件下进行水产养殖水体净化与废水处理试验，最终确定最优条件。
　　 在pH为6左右时，两种比表面积活性碳纤维对三种模拟废水中污染物均有去除效果，吸附效果为COD＞TP＞NH4+-N。活性碳纤维吸附水中污染物的行为属于单分子吸附，可用Langmuir方程对其进行吸附过程模拟。比表面积1000m2·g-1的活性碳纤维对COD、TP和NH4+-N的最大吸附量Qmax分别为83.3mg·g-1、13.16mg·g-1、8.745mg·g-1，达到吸附饱和的时间分别为30min、50min和90min。比表面积1600m2·g-1活性碳纤维对COD、TP和NH4+-N的最大吸附量Qmax分别为90.0mg·g-1、16.95mg·g-1、12.19mg·g-1，达到吸附平衡时间为30min、50min和50min。
　　 养殖密度为50ind·m-3、溶解氧为6mg·L-1和材料投放密度为0.3kg·m-3是活性碳纤维净化水产养殖水体的最优条件。在该条件下，对水体中COD、TP和NH4+-N的去除量分别为47.8mg·L-1、1.251mg·L-1和0.888mg·L-1。平均每尾锦鲤日排泄物对COD、NH4+-N和TP的贡献量为0.047mg·L-1、0.0047mg·L-1和0.006mg·L-1。
　　 水力停留时间为10h，曝气强度为1.5m3·h-1是活性碳纤维处理水产养殖废水的最佳条件。在该条件下COD、氨氮、总磷和浊度去除率分别为80％、60％、30％和81％左右，达到各自最大去除率。活性碳纤维充当接触氧化池内填料，具有易挂膜、生物兼容性好的优点。经处理后的废水可以达到水产养殖水体水质要求。

目录

声明

学位论文数据集

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 活性碳纤维概述

1．2．1 国外ACF的发展

1．2．2 国内ACF的发展

1．2．3 ACF的制备工艺

1．2．4 ACF的改性方法

1．2．5 ACF的应用

1．3 集约型水产养殖行业水质净化与废水处理技术

1．3．1 集约型水产养殖废水特点

1．3．2 生物处理技术

1．3．3 生物法在水产养殖水处理的应用

1．4 研究目的与内容

1．4．1 研究目的

1．4．2 研究内容

1．5 研究技术路线

第二章 活性碳纤维吸附模拟废水性能分析

2．1 试验材料与药品

2．2 试验设备

2．3 测试分析方法

2．4 试验方法

2．4．1 材料的预处理

2．4．2 模拟废水的配制

2．4．3 吸附方法

2．5 试验结果与讨论

2．5．1 不同试验条件对ACF吸附COD的影响

2．5．2 不同试验条件对ACF吸附总磷的影响

2．5．3 不同试验条件对ACF吸附氨氮的影响

2．6 本章小结

第三章 活性碳纤维用于水产养殖水体净化研究

3．1 试验材料与装置

3．1．1 复合碳纤维的制备

3．1．2 试验装置

3．1．3 试验水源

3．2 试验方法

3．2．1 养殖密度

3．2．2 材料投放密度

3．2．3 溶解氧

3．3 试验结果与讨论

3．3．1 养殖密度对净化效暴的影响

3．3．2 材料投放密度对净化效果的影响

3．3．3 溶解氧对材料净化水体效果的影响

3．4 本章小结

第四章 活性碳纤维用于水产养殖废水处理研究

4．1 试验材料与方法

4．1．1 试验分析方法

4．1．2 废水来源

4．1．3 试验装置

4．2 装置的启动

4．3 试验方法

4．3．1 水力停留时闻

4．3．2 曝气强度

4．4 试验结果与讨论

4．4．1 水力停留时间对净化效果影响

4．4．2 曝气强度对去除效果的影响

4．5 本章小结

第五章 结论与建议

5．1 结论

5．2 建议

5．3 创新点

参考文献

致谢

攻读硕士学位期闻发表的论文、科研工作

作者简介

硕士研究生学位论文答辩委员会决议书