改性生物质材料对水中苯胺的吸附性能及去除工艺研究
发布时间：2021-01-10 17:39
近年来,我国突发水污染重大事件频发,给区域生态环境和人民健康造成了严重威胁。为应对输水明渠可能存在的突发水污染事故,开展了水污染应急处置技术的研究。吸附法是目前可以将污染物从水中直接移除的主要方法,已多次应用于突发水污染事件的应急处置中,但已有应急处置吸附材料和工艺仍普遍存在准备时间长、流阻大、不便施用和较难回收等现实问题,难以满足输水明渠的现场适用需求。研究结合明渠突发水污染事故的处置需求,以苯胺为目标物质,采用资源丰富的生物质材料,改性制备了颗粒状和纤维状吸附材料,并深入开展了相关吸附机理的探讨,针对明渠的典型工况,研发了过流能力大、机动灵活性强的吸附工艺。研究分别以木屑和黄麻为基体制备了颗粒状和纤维状的吸附材料。以木屑为基体、柠檬酸（CA）为交联剂,采用接枝β-环糊精（β-CD）的方法制备了改性木屑颗粒吸附剂。优化后的制备条件为:木屑1.00 g、磷酸二氢钠0.25 g,磷酸二氢钠、CA和β-CD摩尔比为1:3:1,于160℃下反应20 min。改性后木屑的表面覆盖了一层含β-CD的亲水性有机膜,说明β-CD被接枝。改性木屑颗粒适用的p H值范围为4.5-8.5,吸附反应15 m...
【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】：147 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题背景及研究的目的和意义
1.2.1 课题背景
1.2.2 研究的目的和意义
1.3 苯胺的性质及危害
1.4 水源有机污染物处置技术研究进展
1.4.1 吸附法
1.4.2 气浮法
1.4.3 化学氧化法
1.4.4 生物法
1.5 明渠水污染处置技术研究进展
1.5.1 水利工程调度技术
1.5.2 吸附拦截处置技术
1.6 改性生物质吸附材料的研究现状
1.6.1 生物质材料的组成及吸附剂制备
1.6.2 改性生物质材料在水处理中的应用
1.7 研究内容和技术路线
1.7.1 研究内容
1.7.2 技术路线
第2章 实验材料与方法
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 实验方法
2.2.1 改性生物质吸附材料的制备
2.2.2 材料的表征方法
2.2.3 静态吸附实验
2.2.4 水样的分析方法
2.2.5 固定床吸附研究
2.2.6 动态吸附参数计算
2.3 静态及动态吸附模型
2.3.1 静态吸附动力学模型
2.3.2 吸附等温线模型
2.3.3 固定床吸附动力学模型
第3章 改性生物质材料的制备及对水中苯胺的吸附性能研究
3.1 引言
3.2 改性木屑颗粒的制备及表征
3.2.1 改性木屑颗粒的制备原理
3.2.2 制备过程影响因素分析
3.2.3 改性木屑颗粒的表征
3.3 改性木屑颗粒对水中苯胺的吸附性能研究
3.3.1 初始浓度对吸附性能的影响
3.3.2 pH值对吸附性能的影响
3.3.3 温度对吸附性能的影响
3.3.4 时间对吸附性能的影响
3.4 改性黄麻纤维的制备及表征
3.4.1 改性黄麻纤维的制备原理
3.4.2 制备过程影响因素分析
3.4.3 改性黄麻纤维的表征
3.5 改性黄麻纤维对水中苯胺的吸附性能研究
3.5.1 初始浓度对吸附性能的影响
3.5.2 pH值对吸附性能的影响
3.5.3 温度对吸附性能的影响
3.5.4 时间对吸附性能的影响
3.6 本章小结
第4章 改性生物质材料对水中苯胺的吸附热力学与动力学分析
4.1 引言
4.2 改性木屑颗粒对苯胺的吸附热力学与动力学分析
4.2.1 吸附等温线
4.2.2 吸附热力学
4.2.3 吸附动力学
4.3 改性黄麻纤维对苯胺的吸附热力学与动力学分析
4.3.1 吸附等温线
4.3.2 吸附热力学
4.3.3 吸附动力学
4.4 本章小结
第5章 改性生物质材料的动态吸附过程及固定床吸附工艺研究
5.1 引言
5.2 改性生物质材料对苯胺的动态吸附过程分析
5.2.1 改性木屑颗粒对苯胺的动态吸附
5.2.2 改性黄麻纤维对苯胺的动态吸附
5.3 双滤层固定床吸附工艺研究
5.3.1 双滤层固定床反应器的构建
5.3.2 吸附性能分析
5.3.3 明渠水污染离线处置工艺设计
5.4 折流式固定床吸附工艺研究
5.4.1 折流式固定床反应器的构建
5.4.2 吸附性能分析
5.4.3 明渠水污染在线处置案例分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用木质纤维素废弃物吸附重金属离子的研究进展[J]. 聂发辉,刘荣荣,周永希,刘占孟. 水处理技术. 2016(01)
[2]南水北调中线干线水质安全应急调控与处置关键技术研究[J]. 王浩,郑和震,雷晓辉,蒋云钟. 四川大学学报(工程科学版). 2016(02)
[3]苯胺生产技术及国内苯胺装置概况[J]. 周莲凤. 合成技术及应用. 2015(03)
[4]木屑黄原酸盐对双离子体系中铜镍的吸附[J]. 夏璐,胡伊旭,张博涵,李国磊. 环境工程学报. 2014(05)
[5]南水北调中线干渠突发水污染事故应急控制策略[J]. 房彦梅,张大伟,雷晓辉,吴辉明,桑国庆. 南水北调与水利科技. 2014(02)
[6]改性木屑对水中刚果红的吸附性能研究[J]. 吴艳,罗汉金,王侯. 环境科学学报. 2014(07)
[7]2000—2011年国内重大突发性水污染事件统计分析[J]. 艾恒雨,刘同威. 安全与环境学报. 2013(04)
[8]苯胺生产技术与市场分析[J]. 姜盛红,吴丽梅,金红,常青. 化工科技. 2013(04)
[9]山茶籽粉吸附亚甲基蓝的性能研究[J]. 张佳,任秉雄,王鹏,王崇臣. 环境化学. 2013(08)
[10]Adsorption of heavy metal ions from aqueous solution by carboxylated cellulose nanocrystals[J]. Xiaolin Yu,Shengrui Tong,Maofa Ge,Lingyan Wu,Junchao Zuo,Changyan Cao,Weiguo Song. Journal of Environmental Sciences. 2013(05)
博士论文
[1]生物质材料对重金属污染物铜的吸附研究[D]. 陈钰.西南交通大学 2015
[2]生物改性木质纤维素材料制备溢油吸附剂的特性和机理研究[D]. 彭丹.华南理工大学 2013
[3]复杂条件下突发水污染事故应急模拟研究[D]. 陶亚.中央民族大学 2013
[4]含酚废水在结构化固定床上的吸附动力学[D]. 邵琰.华南理工大学 2013
[5]改性稻草去除水中SO42-和Cr（Ⅵ）的特性和机理研究[D]. 曹威.华南理工大学 2012
[6]跨界河流水污染应急决策支持系统研究[D]. 郭亮.哈尔滨工业大学 2011
[7]微波法制备竹基活性炭及强化湿式氧化处理含酚废水研究[D]. 刘青松.哈尔滨工业大学 2010
[8]南水北调中线明渠段事故污染特性模拟方法研究[D]. 朱德军.清华大学 2007
[9]纤维束滤床深层过滤的研究[D]. 王德英.大连理工大学 2005
硕士论文
[1]农林废弃物优选及其吸附地表水中Cu（Ⅱ）、硝基苯的特性研究[D]. 阳康.哈尔滨工业大学 2015
[2]可移动式高浓度废水快速处理设备的设计与研发[D]. 樊凯.吉林大学 2015
[3]改性纤维素吸附剂的合成及其吸附重金属离子的应用研究[D]. 王小芬.广西大学 2014
[4]南水北调东线小运河段突发水污染事故模拟预测与应急调控研究[D]. 魏泽彪.山东大学 2014
[5]结构化固定床吸附动力学及其应用研究[D]. 周宇.华南理工大学 2014
[6]新型海绵状吸附材料的制备及其对水中Ni2+和Cd2+的吸附研究[D]. 程澄.南京大学 2014
[7]东江干流突发性重金属污染的水库调度效应研究[D]. 李春.华南理工大学 2013
[8]饮用水源突发性苯胺污染应急处理技术研究[D]. 殷晓波.兰州交通大学 2013
[9]流化吸附法去除水中苯酚的材料及工艺研究[D]. 唐思.哈尔滨工业大学 2012
[10]铜离子污染应急处置材料的筛选改性及装置研究[D]. 杜兆林.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：2969130
【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】：147 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题背景及研究的目的和意义
1.2.1 课题背景
1.2.2 研究的目的和意义
1.3 苯胺的性质及危害
1.4 水源有机污染物处置技术研究进展
1.4.1 吸附法
1.4.2 气浮法
1.4.3 化学氧化法
1.4.4 生物法
1.5 明渠水污染处置技术研究进展
1.5.1 水利工程调度技术
1.5.2 吸附拦截处置技术
1.6 改性生物质吸附材料的研究现状
1.6.1 生物质材料的组成及吸附剂制备
1.6.2 改性生物质材料在水处理中的应用
1.7 研究内容和技术路线
1.7.1 研究内容
1.7.2 技术路线
第2章 实验材料与方法
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 实验方法
2.2.1 改性生物质吸附材料的制备
2.2.2 材料的表征方法
2.2.3 静态吸附实验
2.2.4 水样的分析方法
2.2.5 固定床吸附研究
2.2.6 动态吸附参数计算
2.3 静态及动态吸附模型
2.3.1 静态吸附动力学模型
2.3.2 吸附等温线模型
2.3.3 固定床吸附动力学模型
第3章 改性生物质材料的制备及对水中苯胺的吸附性能研究
3.1 引言
3.2 改性木屑颗粒的制备及表征
3.2.1 改性木屑颗粒的制备原理
3.2.2 制备过程影响因素分析
3.2.3 改性木屑颗粒的表征
3.3 改性木屑颗粒对水中苯胺的吸附性能研究
3.3.1 初始浓度对吸附性能的影响
3.3.2 pH值对吸附性能的影响
3.3.3 温度对吸附性能的影响
3.3.4 时间对吸附性能的影响
3.4 改性黄麻纤维的制备及表征
3.4.1 改性黄麻纤维的制备原理
3.4.2 制备过程影响因素分析
3.4.3 改性黄麻纤维的表征
3.5 改性黄麻纤维对水中苯胺的吸附性能研究
3.5.1 初始浓度对吸附性能的影响
3.5.2 pH值对吸附性能的影响
3.5.3 温度对吸附性能的影响
3.5.4 时间对吸附性能的影响
3.6 本章小结
第4章 改性生物质材料对水中苯胺的吸附热力学与动力学分析
4.1 引言
4.2 改性木屑颗粒对苯胺的吸附热力学与动力学分析
4.2.1 吸附等温线
4.2.2 吸附热力学
4.2.3 吸附动力学
4.3 改性黄麻纤维对苯胺的吸附热力学与动力学分析
4.3.1 吸附等温线
4.3.2 吸附热力学
4.3.3 吸附动力学
4.4 本章小结
第5章 改性生物质材料的动态吸附过程及固定床吸附工艺研究
5.1 引言
5.2 改性生物质材料对苯胺的动态吸附过程分析
5.2.1 改性木屑颗粒对苯胺的动态吸附
5.2.2 改性黄麻纤维对苯胺的动态吸附
5.3 双滤层固定床吸附工艺研究
5.3.1 双滤层固定床反应器的构建
5.3.2 吸附性能分析
5.3.3 明渠水污染离线处置工艺设计
5.4 折流式固定床吸附工艺研究
5.4.1 折流式固定床反应器的构建
5.4.2 吸附性能分析
5.4.3 明渠水污染在线处置案例分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用木质纤维素废弃物吸附重金属离子的研究进展[J]. 聂发辉,刘荣荣,周永希,刘占孟. 水处理技术. 2016(01)
[2]南水北调中线干线水质安全应急调控与处置关键技术研究[J]. 王浩,郑和震,雷晓辉,蒋云钟. 四川大学学报(工程科学版). 2016(02)
[3]苯胺生产技术及国内苯胺装置概况[J]. 周莲凤. 合成技术及应用. 2015(03)
[4]木屑黄原酸盐对双离子体系中铜镍的吸附[J]. 夏璐,胡伊旭,张博涵,李国磊. 环境工程学报. 2014(05)
[5]南水北调中线干渠突发水污染事故应急控制策略[J]. 房彦梅,张大伟,雷晓辉,吴辉明,桑国庆. 南水北调与水利科技. 2014(02)
[6]改性木屑对水中刚果红的吸附性能研究[J]. 吴艳,罗汉金,王侯. 环境科学学报. 2014(07)
[7]2000—2011年国内重大突发性水污染事件统计分析[J]. 艾恒雨,刘同威. 安全与环境学报. 2013(04)
[8]苯胺生产技术与市场分析[J]. 姜盛红,吴丽梅,金红,常青. 化工科技. 2013(04)
[9]山茶籽粉吸附亚甲基蓝的性能研究[J]. 张佳,任秉雄,王鹏,王崇臣. 环境化学. 2013(08)
[10]Adsorption of heavy metal ions from aqueous solution by carboxylated cellulose nanocrystals[J]. Xiaolin Yu,Shengrui Tong,Maofa Ge,Lingyan Wu,Junchao Zuo,Changyan Cao,Weiguo Song. Journal of Environmental Sciences. 2013(05)
博士论文
[1]生物质材料对重金属污染物铜的吸附研究[D]. 陈钰.西南交通大学 2015
[2]生物改性木质纤维素材料制备溢油吸附剂的特性和机理研究[D]. 彭丹.华南理工大学 2013
[3]复杂条件下突发水污染事故应急模拟研究[D]. 陶亚.中央民族大学 2013
[4]含酚废水在结构化固定床上的吸附动力学[D]. 邵琰.华南理工大学 2013
[5]改性稻草去除水中SO42-和Cr（Ⅵ）的特性和机理研究[D]. 曹威.华南理工大学 2012
[6]跨界河流水污染应急决策支持系统研究[D]. 郭亮.哈尔滨工业大学 2011
[7]微波法制备竹基活性炭及强化湿式氧化处理含酚废水研究[D]. 刘青松.哈尔滨工业大学 2010
[8]南水北调中线明渠段事故污染特性模拟方法研究[D]. 朱德军.清华大学 2007
[9]纤维束滤床深层过滤的研究[D]. 王德英.大连理工大学 2005
硕士论文
[1]农林废弃物优选及其吸附地表水中Cu（Ⅱ）、硝基苯的特性研究[D]. 阳康.哈尔滨工业大学 2015
[2]可移动式高浓度废水快速处理设备的设计与研发[D]. 樊凯.吉林大学 2015
[3]改性纤维素吸附剂的合成及其吸附重金属离子的应用研究[D]. 王小芬.广西大学 2014
[4]南水北调东线小运河段突发水污染事故模拟预测与应急调控研究[D]. 魏泽彪.山东大学 2014
[5]结构化固定床吸附动力学及其应用研究[D]. 周宇.华南理工大学 2014
[6]新型海绵状吸附材料的制备及其对水中Ni2+和Cd2+的吸附研究[D]. 程澄.南京大学 2014
[7]东江干流突发性重金属污染的水库调度效应研究[D]. 李春.华南理工大学 2013
[8]饮用水源突发性苯胺污染应急处理技术研究[D]. 殷晓波.兰州交通大学 2013
[9]流化吸附法去除水中苯酚的材料及工艺研究[D]. 唐思.哈尔滨工业大学 2012
[10]铜离子污染应急处置材料的筛选改性及装置研究[D]. 杜兆林.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：2969130
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