超临界水中焦化废水的除盐及催化降解研究
发布时间：2025-01-14 21:57
焦化生产过程中产生大量的焦化废水，其含盐量高，且所含氨氮是最难降解的无机物之一，无法利用传统的生化法对废水中的氨氮进行有效去除。超临界水氧化法作为一种新型、高效的废物处理技术，在处理有毒、难降解工业废水时显示出其独特优势。本文采用超临界水氧化技术针对焦化废水的无机盐脱除问题以及氨氮的降解过程进行了系统研究。 首先，本文分析了某钢厂真实焦化废水中的氨氮值、TOC、有机物组成及主要离子含量等指标，测定了在近、超临界水条件下焦化废水中钠盐的溶解度曲线，采用不同吸附剂对第二类盐-水体系（硫酸钠-水体系）进行了脱盐预处理研究。研究结果表明，焦化废水中以钠离子为主的金属盐在水临界点附近的溶解度急剧降低、在初始汽化阶段析出，采用硅胶做吸附剂时对钠盐的脱除效果较好。 通过对焦化废水体系进行超临界水氧化处理研究时发现，在非催化超临界水氧化条件下，焦化废水中的有机组分接近完全转化，但氨氮组分的转化率较低。本文采用催化超临界水氧化技术降解焦化废水中的氨氮。首先，对处理所采用的催化剂制备工艺进行了系统研究，通过催化活性评价及物化性能表征技术，确定了超临界水氧化处理氨氮废水的适宜负载型锰铜催化剂。优化后的...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 焦化废水
1.1.1 焦化废水来源
1.1.2 焦化废水特征及危害
1.1.3 焦化废水处理现状
1.2 超临界水氧化技术
1.2.1 超临界水的特性
1.2.2 催化超临界水氧化技术的优势
1.2.3 超临界水氧化技术的应用研究状况
1.2.4 超临界水氧化技术的工业应用进展
1.2.5 超临界水氧化技术的工程问题和解决方案
1.3 氨氮的超临界水氧化研究现状
1.3.1 氨的非催化超临界水氧化研究
1.3.2 氨的催化超临界水氧化研究
1.3.3 氨在超临界水氧化中的反应机理研究
1.4 本课题的研究内容和意义
第二章 超临界水条件下焦化废水的除盐及处理研究
2.1 实验部分
2.1.1 实验原料
2.1.2 实验装置
2.1.3 实验方法
2.2 分析方法
2.2.1 有机物分析
2.2.2 总有机碳(TOC)含量分析
2.2.3 阴离子分析
2.2.4 阳离子分析
2.2.5 固相析出物分析
2.3 焦化废水杂质组成分析
2.3.1 有机物组成分析
2.3.2 阴离子含量分析
2.3.3 阳离子含量分析
2.4 钠盐溶解度测定及脱除方法研究
2.4.1 钠盐溶解度测定
2.4.2 钠盐脱除方法研究
2.5 超临界水氧化法处理焦化废水的研究
2.6 本章小结
第三章 SCWO 法锰基催化剂的制备及表征
3.1 负载型锰基催化剂制备
3.1.1 实验试剂及仪器
3.1.2 负载型锰基催化剂的制备
3.2 负载型锰基催化剂的表征
3.2.1 N2低温吸附-脱附
3.2.2 X 射线衍射(XRD)
3.2.3 X 射线光电子能谱(XPS)
3.2.4 程序升温还原性能(H2-TPR)
3.2.5 热重-质谱联用分析(TG-MS)
3.3 负载型锰基催化剂的制备工艺研究
3.3.1 助剂的选择
3.3.2 最佳 Mn/Cu 摩尔比的确定
3.3.3 干燥及焙烧条件的确定
3.3.4 活性组分负载量的影响
3.3.5 优化条件下制备的负载型锰基催化剂活性评价结果
3.4 本章小结
第四章 催化超临界水氧化工艺过程研究
4.1 实验部分
4.1.1 实验原料
4.1.2 实验装置
4.1.3 实验方法
4.2 氨氮分析方法
4.2.1 氨氮分析方法选择
4.2.2 水杨酸分光光度法测定氨氮含量
4.3 数据处理
4.3.1 氨氮去除率
4.3.2 停留时间
4.4 实验结果与讨论
4.4.1 反应温度的影响
4.4.2 反应压力的影响
4.4.3 停留时间的影响
4.4.4 氧化剂过量倍数的影响
4.5 适宜工艺条件的确定
4.6 本章小结
第五章 结论
参考文献
附录
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：4027176
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 焦化废水
1.1.1 焦化废水来源
1.1.2 焦化废水特征及危害
1.1.3 焦化废水处理现状
1.2 超临界水氧化技术
1.2.1 超临界水的特性
1.2.2 催化超临界水氧化技术的优势
1.2.3 超临界水氧化技术的应用研究状况
1.2.4 超临界水氧化技术的工业应用进展
1.2.5 超临界水氧化技术的工程问题和解决方案
1.3 氨氮的超临界水氧化研究现状
1.3.1 氨的非催化超临界水氧化研究
1.3.2 氨的催化超临界水氧化研究
1.3.3 氨在超临界水氧化中的反应机理研究
1.4 本课题的研究内容和意义
第二章 超临界水条件下焦化废水的除盐及处理研究
2.1 实验部分
2.1.1 实验原料
2.1.2 实验装置
2.1.3 实验方法
2.2 分析方法
2.2.1 有机物分析
2.2.2 总有机碳(TOC)含量分析
2.2.3 阴离子分析
2.2.4 阳离子分析
2.2.5 固相析出物分析
2.3 焦化废水杂质组成分析
2.3.1 有机物组成分析
2.3.2 阴离子含量分析
2.3.3 阳离子含量分析
2.4 钠盐溶解度测定及脱除方法研究
2.4.1 钠盐溶解度测定
2.4.2 钠盐脱除方法研究
2.5 超临界水氧化法处理焦化废水的研究
2.6 本章小结
第三章 SCWO 法锰基催化剂的制备及表征
3.1 负载型锰基催化剂制备
3.1.1 实验试剂及仪器
3.1.2 负载型锰基催化剂的制备
3.2 负载型锰基催化剂的表征
3.2.1 N2低温吸附-脱附
3.2.2 X 射线衍射(XRD)
3.2.3 X 射线光电子能谱(XPS)
3.2.4 程序升温还原性能(H2-TPR)
3.2.5 热重-质谱联用分析(TG-MS)
3.3 负载型锰基催化剂的制备工艺研究
3.3.1 助剂的选择
3.3.2 最佳 Mn/Cu 摩尔比的确定
3.3.3 干燥及焙烧条件的确定
3.3.4 活性组分负载量的影响
3.3.5 优化条件下制备的负载型锰基催化剂活性评价结果
3.4 本章小结
第四章 催化超临界水氧化工艺过程研究
4.1 实验部分
4.1.1 实验原料
4.1.2 实验装置
4.1.3 实验方法
4.2 氨氮分析方法
4.2.1 氨氮分析方法选择
4.2.2 水杨酸分光光度法测定氨氮含量
4.3 数据处理
4.3.1 氨氮去除率
4.3.2 停留时间
4.4 实验结果与讨论
4.4.1 反应温度的影响
4.4.2 反应压力的影响
4.4.3 停留时间的影响
4.4.4 氧化剂过量倍数的影响
4.5 适宜工艺条件的确定
4.6 本章小结
第五章 结论
参考文献
附录
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：4027176
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