活性炭吸附废水中4-氯酚及电化学再生研究

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1、广西大学硕士学位论文活性炭吸附废水中4-氯酚及电化学再生研究姓名：吴志斌申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：廖安平;廖丹葵20100501活性炭吸附废水中4．氯酚及电化学再生研究摘要本论文采用颗粒活性炭作吸附剂，对吸附模拟废水中的4．氯酚过程进行了研究。分别探讨了碱液洗脱再生和电化学法再生的影响因素及工艺条件。分别采用紫外分光光度法和高效液相色谱法测定模拟废水中4．氯酚的含量。在波长为225nm、测定液的pH值小于l1．2和硫酸钠浓度小于50．0mg·L。时，紫外分光光度法可准确测定模拟废水中4．氯酚的含量。高效液相色谱法测定模拟废水中4．氯酚含量的条件为：C．18

2、色谱柱，乙腈与0．2％磷酸水溶液为流动相，紫外检测器波长为225nlTl，4．氯酚的出峰保留时间为12．9min。用外标法定量，平均加标回收率在101．68％。高效液相色谱法可用于复杂体系中4．氯酚含量的测定。对颗粒活性炭吸附模拟废水中4．氯酚的静态吸附研究结果表明，pH值在2．56．9．40之间时，对吸附无影响；当pH值在9．40．13．29之间时，吸附量随着pH值增大而减小。静态吸附平衡时间为68,时，静态吸附等温线符合Freundlich吸附等温方程，吸附焓变彳肭．9．162kJ·mol～，吸附自由能彳G在25℃、30℃、35℃的值分别为．6．729kJ·mol～、

3、．6．688kJ·mol一、．6．647kJ·mol～。吸附过程的动力学行为可以用Lagergren--级动力学方程描述，吸附速率由液膜扩散和粒子内扩散控制两者共同影响，两者吸附活化能分别为23．39kJ·mol‘1和21．11kJ·mol一。研究了模拟废水中4．氯酚的浓度、流速、温度和床层高度等因素对颗粒活性炭固定床吸附模拟废水中4．氯酚的影响，吸附能力随着流速增大而减小，进样浓度的增大而增大，吸附温度的升高而减小，层床高度增加而增大。吸附后的活性炭的碱液静态洗脱再生条件为：用2％NaOH溶液作洗脱液，液固L匕140(mL：曲、洗脱时间2小时，分两次洗脱的总洗脱率为60

4、．8％。碱液动态洗脱再生的条件为I％NaOH、流速为8mL·min。时，两次洗脱再生率最好，分别为76．3％和70．O％。外加电场有助于4．氯酚的脱附，当槽电压为5v时，加入1．0％NaOH溶液，两次重复再生率为78．7％和75．3％。关键词：4一氯酚吸附活性炭电化学脱附电解IISTUDYONACTIVATEDCARBONADSORPTIONANDELECTROLYTICREGENERATIONOF4．CHLOROPHENOLINWASTEWATERABSTRACTInthiswork，theadsorptiveprocessof4-chlorophenolinsimul

5、atedwastewaterwasinvestigatedbyusinggranularactivatedcarbonassorbent．Theinfluencefactorsandthetechnicalconditionswerediscussedforalkalineelutionregenerationandelectrolyticregenerationof4-chlorophen01．UltravioletspectrophotometryandHPLCwereusedtodeterminethecontentof4-chlorophenolinthesimu

6、latedwastewater．WhenpHvalueislessthan11．2andtheconcentrationofsodiumwasnomorethan70mg·L’1inthesimulatedwastewater,thecontentof4-chlorophenolcouldbeaccuratelymeasuredbyultravioletspectrophotometrywith枷225hal．ColumnC一18wasusedforHPLCmeasurement，withacetonirileandO．2％phosphoricacidsolutionas

7、mobilephase．Theretentiontimefor4-chlorophenolis12．9min，andtheaveragerecoverywas101．68％withtheexternalstandardmethod．HPLCcoulddeterminethecontentof4-chlorophenolinthecomplexsystem．Theresultsofstaticadsorptionof4-chlorophenolinthesimulatedwastewaterbygranularactivated