活性炭—膨胀石墨吸附剂处理生化后废水及吸附剂微波—紫外再生

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1、硕士学位论文活性炭-膨胀石墨吸附剂处理生化后废水及吸附剂微波-紫外再生ACTIVATEDCARBONANDEXPANDEDGRAPHITEADSORPTIONTREATMENTFORWASTEWATERAFTERBIOCHEMICALTREATMENTANDADSORBENTS’REGENERATIONBYMICROWAVE-ULTRALVIOLET刘蓓哈尔滨工业大学2017年6月国内图书分类号：X787学校代码：10213国际图书分类号：502密级：公开工学硕士学位论文活性炭-膨胀石墨吸附剂处理生化后废水及

2、吸附剂微波-紫外再生硕士研究生：刘蓓导师：祁佩时教授申请学位：工学硕士学科：环境科学与工程所在单位：市政环境工程学院答辩日期：2017年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:X787U.D.C:502DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringACTIVATEDCARBONANDEXPANDEDGRAPHITEADSORPTIONTREATMENTFORWASTEWATERAFTERBIOCHEMICALTREATMENTANDADSORBE

3、NTS’REGENERATIONBYMICROWAVE-ULTRALVIOLETCandidate：LiuBeiSupervisor：Prof.QiPeishiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：EnvironmentalSci.andEng.Affiliation：SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineeringDateofDefence：June,2017Degree-Conferring-I

4、nstitution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要活性炭吸附法因其吸附容量大、操作简单且处理效果稳定，常被用于深度处理具有生物抑制性且成分复杂的制药废水。吸附饱和后的活性炭若未得到妥善的处理，进入环境后会造成生态破坏，需对其进行再生处理。微波紫外耦合技术可以同时实现活性炭的再生和污染物的氧化去除，但该技术通常处理成本高，再生效果有限，且再生条件需在空气中进行，这样会造成活性炭的损失。本文以活性炭掺杂膨胀石墨为吸附材料对制药废水进行吸附处理，同时采用微波紫外耦合技术对吸附饱和后

5、的吸附材料进行再生，该法具有再生率高，吸附剂再生损耗率低的特点。在对制药废水进行成分和水质分析、微波法制备膨胀石墨的基础上，以COD的吸附量和去除率为评价指标，考察了膨胀石墨掺杂量、pH、温度和时间对制药废水中污染物吸附效果的影响；进一步探讨了吸附材料对制药废水中污染物的作用机理。实验表明，膨胀石墨的掺杂量少和酸性条件有利于吸附材料吸附制药废水；掺杂15wt%膨胀石墨的活性炭(P-G15)在25℃下对污染物的吸附量要高于其他温度；P-G15对污染物吸附15min时基本达到饱和；P-G15吸附制药废水更符合拟二

6、级动力方程，且更符合Freundlich吸附等温方程式；该吸附反应过程是放热、熵减的。利用微波紫外耦合技术再生吸附材料，以COD的再生率和吸附材料的再生损耗率为评价指标，考察了膨胀石墨掺杂量、吸附剂用量、微波功率、再生时间、无极紫外灯和再生次数对再生效果的影响；并且进一步探讨了再生后吸附剂的吸附性能，以及不同再生条件下的产物。通过正交试验确定了再生时的最佳工艺为5g掺杂15wt%膨胀石墨的活性炭(P-G15)在500W的微波-紫外条件下加热60s；再生五次时，P-G15的再生效果仍能达到90.36%，且再生损

7、耗率低于活性炭；再生后的吸附材料对制药废水中污染物的吸附仍然符合Freundlich吸附等温方程式；在最佳再生工艺进行P-G15的再生条件下，进行了小试实验吸附处理制药废水的成本分析。关键词：制药废水；活性炭；吸附；膨胀石墨；微波紫外；再生-I-AbstractAbstractBecauseactivatedcarbonhasadvantagesoflargecapacityofabsorption,simplicityofoperationandsteadytreatmenteffect,activated

8、carbonadsorptionasadvancedtreatmentalwaysbeusedtotreatspharmaceuticalwastewater,whichcontainspollutantsthatarecomplexanddiffuculttobiodegraded.Ifsaturatedactivatedcarbonisnotdisposedproperly,itwilldama