船舶机舱含油废水在膨胀石墨/活性炭复合吸附剂上的吸附研究
发布时间：2021-01-08 13:31
为分析吸附技术在船舶机舱含油废水处理中的可行性,本文通过化学活化法,分别选择KOH和酚醛树脂作为活化剂和碳源,在由溶液浸渍法制备膨胀石墨/活性炭复合吸附剂后,进行乳化油在制备试样上的吸附平衡和吸附动力学特性作分析。在25℃下,根据重量法的原理测试了乳化油在吸附剂试样上的吸附动力曲线,并通过拟合Lagergren准一级和准二级动力学曲线,确定吸附速率常数与初始吸附速度。在温度区间20℃～30℃,测试乳化油在试样上的吸附等温线后,比较Langmuir,Freundlich和Tempkin吸附等温方程预测吸附平衡数据的精度,并由Van′t Hoff方程计算了吸附平衡过程的焓变和熵变。结果表明,乳化油在复合吸附剂上发生物理吸附且在常温下就可自发进行,研究乳化油在复合吸附剂上的吸附动力学特性和吸附平衡可分别选用Lagergren准二级吸附速率模型和Tempkin吸附等温方程。膨胀石墨/活性炭复合吸附剂用于船舶机舱含油废水的处理具有良好的前景。
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(11)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
乳化油在复合吸附剂上的吸附动力学曲线Fig.1Adsorptionkineticscurveofonboardemulsifiedoilonthecompositeadsorbent
qe=(C0Ce)·Vm。(1)qeC0Cem其中：为吸附剂的平衡吸附量；为乳化油的初始浓度；为平衡时乳化油的平衡浓度；为复合吸附剂的质量。在温度区间293~308K测定的吸附等温线如图2所示。图2乳化油在复合吸附剂上的吸附等温线Fig.2Isothermsofemulsifiedoiladsorptiononthecompositeadsorbent2结果分析2.1吸附动力学特性分析从图1可发现，约在吸附发生的15min内，吸附量达到最大值67.2mg/g后逐渐趋于平衡。可以认为，在初始阶段，吸附主要发生在复合吸附剂较大的孔内，大孔的孔容相对较大，乳化油的吸附速度相对较快、吸附量增长速度较快。随后，毛细凝聚现象逐渐转向复合吸附剂的内部，由于活化形成的活性炭主要聚集于复合吸附剂孔隙内，孔隙内的孔容相对较小，乳化油的扩散缓慢，吸附量的增长减缓。复合吸附剂中除封闭孔以外的孔隙均被填满时，乳化油在复合吸附剂上的吸附达到饱和。因此，乳化油在复合吸附剂上的吸附速率控制步骤为孔扩散控制。分别选用Lagergren准一级吸附速率方程和准二级吸附速率方程拟合吸附剂在不同时间下的乳化油吸附量进行拟合，结果如图3和图4所示，拟合细节参阅文献[11]。图3乳化油在复合吸附剂上吸附的准一级动力学方程拟合Fig.3Linearfitofquasi-first-orderkineticequationforemulsifiedoiladsorptiononcompositeadsorbents图4乳化油在复合吸附剂上吸附的准二级动力学方程拟合Fig.4Linearfitofquasi-second-orderkineticequationforemulsi-fiedoiladsorptiononcompositeadsorbents(qe)由图3推得的平衡吸附量为35.57mg/g，测试的平衡吸附量为67.2mg/g，乳化油在复合吸附剂上的吸
喽越?快、吸附量增长速度较快。随后，毛细凝聚现象逐渐转向复合吸附剂的内部，由于活化形成的活性炭主要聚集于复合吸附剂孔隙内，孔隙内的孔容相对较小，乳化油的扩散缓慢，吸附量的增长减缓。复合吸附剂中除封闭孔以外的孔隙均被填满时，乳化油在复合吸附剂上的吸附达到饱和。因此，乳化油在复合吸附剂上的吸附速率控制步骤为孔扩散控制。分别选用Lagergren准一级吸附速率方程和准二级吸附速率方程拟合吸附剂在不同时间下的乳化油吸附量进行拟合，结果如图3和图4所示，拟合细节参阅文献[11]。图3乳化油在复合吸附剂上吸附的准一级动力学方程拟合Fig.3Linearfitofquasi-first-orderkineticequationforemulsifiedoiladsorptiononcompositeadsorbents图4乳化油在复合吸附剂上吸附的准二级动力学方程拟合Fig.4Linearfitofquasi-second-orderkineticequationforemulsi-fiedoiladsorptiononcompositeadsorbents(qe)由图3推得的平衡吸附量为35.57mg/g，测试的平衡吸附量为67.2mg/g，乳化油在复合吸附剂上的吸附不满足Lagergren准一级吸附动力学；而由图4拟合直线的斜率和截距可分别得到平衡吸附量和准二级吸附速率常数为67.4mg/g，k2=0.0609g/mg/min，乳化油在复合吸附剂上的吸附显然由Lagergren准一级吸附动力学方程来描述将有更高的精度。初始吸附速度可表示为：h=k2q2e。(2)由此可得h=275.015mg/（g·min）。该数值表明，复合吸附剂在吸附开始时对乳化油有较高的吸附速度，这与图1的结果相吻合。2.2吸附平衡分析从图2可发现，平衡温度升高时，乳化油在复合吸附剂上的平衡吸附量减小，表明乳化油在复合吸附剂上的?
【参考文献】：
期刊论文
[1]船舶机舱含油污水用活性炭试制[J]. 唐政,郑青榕,李松. 集美大学学报(自然科学版). 2017(03)
[2]船舶机舱含油污水用膨胀石墨/活性炭复合吸附剂试制[J]. 唐政,郑青榕,李松,廖海峰. 船舶工程. 2017(05)
[3]含油污水处理技术方法简述[J]. 井博勋,刘雅洁. 天津化工. 2015(04)
[4]船舶生活污水处理进展及发展趋势[J]. 胡芝悦,钟登杰,邓胡飞,王立同. 重庆理工大学学报(自然科学). 2014(12)
[5]船舶含油污水处理及系统优化研究[J]. 朱发新,温小飞,卢金树,王伟军,袁强,张志斌. 浙江海洋学院学报(自然科学版). 2012(05)
硕士论文
[1]膨胀石墨/活性炭用于船舶舱底水处理的研究[D]. 李松.集美大学 2016
[2]重力式油水分离器性能的数值模拟[D]. 侯先瑞.大连海事大学 2011
[3]膨胀石墨—活性炭成型复合材料的制备及其苯酚吸附性能研究[D]. 程相乐.江苏大学 2009
[4]凹凸棒石吸附水溶性染料的性能及机理研究[D]. 王诗生.合肥工业大学 2005
本文编号：2964680
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(11)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
乳化油在复合吸附剂上的吸附动力学曲线Fig.1Adsorptionkineticscurveofonboardemulsifiedoilonthecompositeadsorbent
qe=(C0Ce)·Vm。(1)qeC0Cem其中：为吸附剂的平衡吸附量；为乳化油的初始浓度；为平衡时乳化油的平衡浓度；为复合吸附剂的质量。在温度区间293~308K测定的吸附等温线如图2所示。图2乳化油在复合吸附剂上的吸附等温线Fig.2Isothermsofemulsifiedoiladsorptiononthecompositeadsorbent2结果分析2.1吸附动力学特性分析从图1可发现，约在吸附发生的15min内，吸附量达到最大值67.2mg/g后逐渐趋于平衡。可以认为，在初始阶段，吸附主要发生在复合吸附剂较大的孔内，大孔的孔容相对较大，乳化油的吸附速度相对较快、吸附量增长速度较快。随后，毛细凝聚现象逐渐转向复合吸附剂的内部，由于活化形成的活性炭主要聚集于复合吸附剂孔隙内，孔隙内的孔容相对较小，乳化油的扩散缓慢，吸附量的增长减缓。复合吸附剂中除封闭孔以外的孔隙均被填满时，乳化油在复合吸附剂上的吸附达到饱和。因此，乳化油在复合吸附剂上的吸附速率控制步骤为孔扩散控制。分别选用Lagergren准一级吸附速率方程和准二级吸附速率方程拟合吸附剂在不同时间下的乳化油吸附量进行拟合，结果如图3和图4所示，拟合细节参阅文献[11]。图3乳化油在复合吸附剂上吸附的准一级动力学方程拟合Fig.3Linearfitofquasi-first-orderkineticequationforemulsifiedoiladsorptiononcompositeadsorbents图4乳化油在复合吸附剂上吸附的准二级动力学方程拟合Fig.4Linearfitofquasi-second-orderkineticequationforemulsi-fiedoiladsorptiononcompositeadsorbents(qe)由图3推得的平衡吸附量为35.57mg/g，测试的平衡吸附量为67.2mg/g，乳化油在复合吸附剂上的吸
喽越?快、吸附量增长速度较快。随后，毛细凝聚现象逐渐转向复合吸附剂的内部，由于活化形成的活性炭主要聚集于复合吸附剂孔隙内，孔隙内的孔容相对较小，乳化油的扩散缓慢，吸附量的增长减缓。复合吸附剂中除封闭孔以外的孔隙均被填满时，乳化油在复合吸附剂上的吸附达到饱和。因此，乳化油在复合吸附剂上的吸附速率控制步骤为孔扩散控制。分别选用Lagergren准一级吸附速率方程和准二级吸附速率方程拟合吸附剂在不同时间下的乳化油吸附量进行拟合，结果如图3和图4所示，拟合细节参阅文献[11]。图3乳化油在复合吸附剂上吸附的准一级动力学方程拟合Fig.3Linearfitofquasi-first-orderkineticequationforemulsifiedoiladsorptiononcompositeadsorbents图4乳化油在复合吸附剂上吸附的准二级动力学方程拟合Fig.4Linearfitofquasi-second-orderkineticequationforemulsi-fiedoiladsorptiononcompositeadsorbents(qe)由图3推得的平衡吸附量为35.57mg/g，测试的平衡吸附量为67.2mg/g，乳化油在复合吸附剂上的吸附不满足Lagergren准一级吸附动力学；而由图4拟合直线的斜率和截距可分别得到平衡吸附量和准二级吸附速率常数为67.4mg/g，k2=0.0609g/mg/min，乳化油在复合吸附剂上的吸附显然由Lagergren准一级吸附动力学方程来描述将有更高的精度。初始吸附速度可表示为：h=k2q2e。(2)由此可得h=275.015mg/（g·min）。该数值表明，复合吸附剂在吸附开始时对乳化油有较高的吸附速度，这与图1的结果相吻合。2.2吸附平衡分析从图2可发现，平衡温度升高时，乳化油在复合吸附剂上的平衡吸附量减小，表明乳化油在复合吸附剂上的?
【参考文献】：
期刊论文
[1]船舶机舱含油污水用活性炭试制[J]. 唐政,郑青榕,李松. 集美大学学报(自然科学版). 2017(03)
[2]船舶机舱含油污水用膨胀石墨/活性炭复合吸附剂试制[J]. 唐政,郑青榕,李松,廖海峰. 船舶工程. 2017(05)
[3]含油污水处理技术方法简述[J]. 井博勋,刘雅洁. 天津化工. 2015(04)
[4]船舶生活污水处理进展及发展趋势[J]. 胡芝悦,钟登杰,邓胡飞,王立同. 重庆理工大学学报(自然科学). 2014(12)
[5]船舶含油污水处理及系统优化研究[J]. 朱发新,温小飞,卢金树,王伟军,袁强,张志斌. 浙江海洋学院学报(自然科学版). 2012(05)
硕士论文
[1]膨胀石墨/活性炭用于船舶舱底水处理的研究[D]. 李松.集美大学 2016
[2]重力式油水分离器性能的数值模拟[D]. 侯先瑞.大连海事大学 2011
[3]膨胀石墨—活性炭成型复合材料的制备及其苯酚吸附性能研究[D]. 程相乐.江苏大学 2009
[4]凹凸棒石吸附水溶性染料的性能及机理研究[D]. 王诗生.合肥工业大学 2005
本文编号：2964680
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/2964680.html
