改性活性炭强化处理污水中重金属和环境激素的研究
发布时间：2021-05-16 21:05
目前城市污水处理后,污染物含量大幅下降,但当污水回用作为生态景观用水及灌溉用水时仍会对土壤、浅层地下水、以及人们的身体产生危害,从而对整个区域生态循环系统造成影响。其中,重金属和环境激素的污染风险问题最为突出。活性炭吸附是水处理中最重要的处理方法之一,对重金属和有机污染物有较好的去除效果,并且具有工艺简单、成本低等优势。本课题以污水处理厂二级出水中的典型的重金属铅、铜、铬和三种环境激素领苯二甲酸二丁酯、阿特拉津和磺胺甲恶唑作为目标污染物。选取6种常见的活性炭作为研究对象,采用BET、Boehm滴定、FT-IR、SEM等相关技术手段对活性炭的物化特性进行表征。并通过研究吸附等温线和去除率对比6种活性炭对目标污染物的吸附效果。其中新华高效煤质活性炭价格低、官能团含量最高、对目标污染物的去除率最高。因此选择新华高效煤质活性炭作为改性实验对象。分别采用混酸改性、还原改性、高锰酸钾改性、SDS改性等4种改性方法对新华高效煤质炭进行改性。改性后活性炭的BET比表面积、酸性含氧官能团的含量、总孔容积、外表面积和目标污染物的去除率均有不同程度的增加。AC-S对铅、铜、铬3种重金属吸附去除率最高,去除率...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.1.1 污水回用现状
1.1.2 再生水中重金属的污染现状
1.1.3 再生水中环境激素的污染现状
1.2 重金属和环境激素的去除方法
1.2.1 重金属的去除方法
1.2.2 环境激素的去除方法
1.3 活性炭改性研究现状
1.3.1 氧化改性
1.3.2 还原改性
1.3.3 负载物质改性
1.4 研究目的与内容
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
1.4.3 技术路线图
第2章 实验材料与方法
2.1 实验水质
2.1.1 污水厂二级出水水质分析
2.1.2 确定目标污染物
2.1.3 实验用水
2.2 实验器材及药品
2.2.1 实验装置
2.2.2 实验仪器
2.2.3 实验药品
2.3 实验分析方法及水质
2.3.1 常规水质指标分析方法
2.3.2 污水厂二级出水GC-MS分析
2.3.3 环境激素分析方法
2.3.4 活性炭特性表征方法
2.4 活性炭吸附实验
2.4.1 吸附等温线
2.4.2 吸附动力学
2.4.3 去除率实验
第3章 活性炭品种的筛选及评价研究
3.1 活性炭物化表征
3.1.1 活性炭基本指标
3.1.2 活性炭比表面积及孔径结构分布
3.1.3 傅里叶红外光谱表征结果
3.1.4 Boehm滴定法结果
3.2 活性炭的吸附等温线
3.3 活性炭对目标污染物的去除率
3.4 活性炭综合评价
3.5 本章小结
第4章 改性活性炭的制备及条件优化研究
4.1 改性活性炭的制备
4.1.1 混酸改性
4.1.2 还原改性
4.1.3 高锰酸钾改性
4.1.4 SDS改性
4.2 改性活性炭的表征
4.2.1 扫描电镜图
4.2.2 孔隙结构与比表面积
4.2.3 傅里叶红外光谱
4.2.4 Boehm滴定法结果
4.3 最佳改性活性炭的筛选及优化
4.3.1 改性活性炭对重金属的去除率研究
4.3.2 改性活性炭对环境激素的去除率研究
4.3.3 改性活性炭的吸附等温线
4.3.4 改性活性炭的吸附动力学
4.3.5 活性炭改性条件的优化
4.5 复合改性活性炭吸附性能研究
4.5.1 最佳配比的确定
4.5.2 复合改性活性炭吸附反应的影响因素
4.6 本章小结
第5章 复合改性活性炭动态实验研究
5.1 反应器运行方式
5.2 活性炭在动态小试实验中的去除效果研究
5.2.1 不同进水浓度下的去除效果研究
5.2.2 粉末活性炭投加量对去除效果的研究
5.2.3 不同接触时间下的去除效果研究
5.3 吸附柱的穿透行为研究
5.4 工程应用的经济分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]离子交换法处理工业废水中重金属的现状与发展[J]. 邹涛,刘明远. 山东化工. 2017(10)
[2]离子交换法处理含铜废水的研究进展[J]. 税永红,高晓凤. 成都纺织高等专科学校学报. 2016(04)
[3]重金属废水治理方法的研究进展[J]. 王彧. 山西建筑. 2016(24)
[4]我国城市污水处理回用现状与发展趋势[J]. 李亚娟,曲炜,王博. 水利经济. 2015(06)
[5]重金属捕集剂在电镀重金属废水中的应用研究[J]. 潘思文,仇康,孙同华,张宏波,贾金平. 现代化工. 2015(02)
[6]化学沉淀法处理模拟含铜废水的研究[J]. 熊英禹,付忠田,黄戊生. 环境保护科学. 2014(02)
[7]污水再生利用是实现水资源可持续利用的有效途径[J]. 崔晓英. 内蒙古石油化工. 2014(02)
[8]膜法处理重金属废水研究进展[J]. 杨丽,李红艺,曹莹,袁刚,姚慕雪,段凯华,吴磊. 中国资源综合利用. 2013(10)
[9]地表河流水环境重金属污染风险评价[J]. 姚远,李云祯,赵希锦,彭道平. 水资源与水工程学报. 2013(05)
[10]生物法在处理重金属废水中的应用[J]. 王柯桦,李雅婕. 广东化工. 2013(02)
博士论文
[1]再生水灌溉土壤—地下水重金属污染特征与风险评价[D]. 宝哲.中国地质大学（北京） 2014
[2]城市水循环中环境激素的变化规律与KMnO4控制效能研究[D]. 邵晓玲.哈尔滨工业大学 2009
[3]表面改性活性炭吸附酚类内分泌干扰物的性能与机理研究[D]. 刘桂芳.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]不同组合工艺深度处理污水厂二级出水的试验研究[D]. 康芳芳.哈尔滨工业大学 2016
[2]城市污水处理厂环境激素类污染物控制技术研究[D]. 王杰.山东建筑大学 2015
[3]活性炭改性强化去除水中磺胺甲恶唑和布洛芬的效能和机理研究[D]. 赵竟博.哈尔滨工业大学 2014
[4]改性活性炭吸附饮用水中重金属的研究[D]. 冯子妍.清华大学 2014
[5]城市污水再生氯消毒过程中消毒副产物的生成及工艺控制[D]. 成嘉蕾.西安建筑科技大学 2014
[6]菱角皮活性炭表面改性及其对水体中Cr（Ⅵ）和头孢氨苄的吸附性能研究[D]. 刘伟凤.山东大学 2012
[7]粉末活性炭应急处理原水农药类内分泌干扰物试验研究[D]. 沈娜.哈尔滨工业大学 2011
[8]椰壳基活性炭改性及其对Pb2+的吸附性能研究[D]. 刘宏燕.中南大学 2010
[9]含砷硫酸生产废水的治理研究[D]. 彭云辉.武汉科技大学 2002
本文编号：3190398
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.1.1 污水回用现状
1.1.2 再生水中重金属的污染现状
1.1.3 再生水中环境激素的污染现状
1.2 重金属和环境激素的去除方法
1.2.1 重金属的去除方法
1.2.2 环境激素的去除方法
1.3 活性炭改性研究现状
1.3.1 氧化改性
1.3.2 还原改性
1.3.3 负载物质改性
1.4 研究目的与内容
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
1.4.3 技术路线图
第2章 实验材料与方法
2.1 实验水质
2.1.1 污水厂二级出水水质分析
2.1.2 确定目标污染物
2.1.3 实验用水
2.2 实验器材及药品
2.2.1 实验装置
2.2.2 实验仪器
2.2.3 实验药品
2.3 实验分析方法及水质
2.3.1 常规水质指标分析方法
2.3.2 污水厂二级出水GC-MS分析
2.3.3 环境激素分析方法
2.3.4 活性炭特性表征方法
2.4 活性炭吸附实验
2.4.1 吸附等温线
2.4.2 吸附动力学
2.4.3 去除率实验
第3章 活性炭品种的筛选及评价研究
3.1 活性炭物化表征
3.1.1 活性炭基本指标
3.1.2 活性炭比表面积及孔径结构分布
3.1.3 傅里叶红外光谱表征结果
3.1.4 Boehm滴定法结果
3.2 活性炭的吸附等温线
3.3 活性炭对目标污染物的去除率
3.4 活性炭综合评价
3.5 本章小结
第4章 改性活性炭的制备及条件优化研究
4.1 改性活性炭的制备
4.1.1 混酸改性
4.1.2 还原改性
4.1.3 高锰酸钾改性
4.1.4 SDS改性
4.2 改性活性炭的表征
4.2.1 扫描电镜图
4.2.2 孔隙结构与比表面积
4.2.3 傅里叶红外光谱
4.2.4 Boehm滴定法结果
4.3 最佳改性活性炭的筛选及优化
4.3.1 改性活性炭对重金属的去除率研究
4.3.2 改性活性炭对环境激素的去除率研究
4.3.3 改性活性炭的吸附等温线
4.3.4 改性活性炭的吸附动力学
4.3.5 活性炭改性条件的优化
4.5 复合改性活性炭吸附性能研究
4.5.1 最佳配比的确定
4.5.2 复合改性活性炭吸附反应的影响因素
4.6 本章小结
第5章 复合改性活性炭动态实验研究
5.1 反应器运行方式
5.2 活性炭在动态小试实验中的去除效果研究
5.2.1 不同进水浓度下的去除效果研究
5.2.2 粉末活性炭投加量对去除效果的研究
5.2.3 不同接触时间下的去除效果研究
5.3 吸附柱的穿透行为研究
5.4 工程应用的经济分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]离子交换法处理工业废水中重金属的现状与发展[J]. 邹涛,刘明远. 山东化工. 2017(10)
[2]离子交换法处理含铜废水的研究进展[J]. 税永红,高晓凤. 成都纺织高等专科学校学报. 2016(04)
[3]重金属废水治理方法的研究进展[J]. 王彧. 山西建筑. 2016(24)
[4]我国城市污水处理回用现状与发展趋势[J]. 李亚娟,曲炜,王博. 水利经济. 2015(06)
[5]重金属捕集剂在电镀重金属废水中的应用研究[J]. 潘思文,仇康,孙同华,张宏波,贾金平. 现代化工. 2015(02)
[6]化学沉淀法处理模拟含铜废水的研究[J]. 熊英禹,付忠田,黄戊生. 环境保护科学. 2014(02)
[7]污水再生利用是实现水资源可持续利用的有效途径[J]. 崔晓英. 内蒙古石油化工. 2014(02)
[8]膜法处理重金属废水研究进展[J]. 杨丽,李红艺,曹莹,袁刚,姚慕雪,段凯华,吴磊. 中国资源综合利用. 2013(10)
[9]地表河流水环境重金属污染风险评价[J]. 姚远,李云祯,赵希锦,彭道平. 水资源与水工程学报. 2013(05)
[10]生物法在处理重金属废水中的应用[J]. 王柯桦,李雅婕. 广东化工. 2013(02)
博士论文
[1]再生水灌溉土壤—地下水重金属污染特征与风险评价[D]. 宝哲.中国地质大学（北京） 2014
[2]城市水循环中环境激素的变化规律与KMnO4控制效能研究[D]. 邵晓玲.哈尔滨工业大学 2009
[3]表面改性活性炭吸附酚类内分泌干扰物的性能与机理研究[D]. 刘桂芳.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]不同组合工艺深度处理污水厂二级出水的试验研究[D]. 康芳芳.哈尔滨工业大学 2016
[2]城市污水处理厂环境激素类污染物控制技术研究[D]. 王杰.山东建筑大学 2015
[3]活性炭改性强化去除水中磺胺甲恶唑和布洛芬的效能和机理研究[D]. 赵竟博.哈尔滨工业大学 2014
[4]改性活性炭吸附饮用水中重金属的研究[D]. 冯子妍.清华大学 2014
[5]城市污水再生氯消毒过程中消毒副产物的生成及工艺控制[D]. 成嘉蕾.西安建筑科技大学 2014
[6]菱角皮活性炭表面改性及其对水体中Cr（Ⅵ）和头孢氨苄的吸附性能研究[D]. 刘伟凤.山东大学 2012
[7]粉末活性炭应急处理原水农药类内分泌干扰物试验研究[D]. 沈娜.哈尔滨工业大学 2011
[8]椰壳基活性炭改性及其对Pb2+的吸附性能研究[D]. 刘宏燕.中南大学 2010
[9]含砷硫酸生产废水的治理研究[D]. 彭云辉.武汉科技大学 2002
本文编号：3190398
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