改性活性炭强化处理污水中重金属和环境激素的研究.pdf

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1、硕士学位论文（工程硕士）改性活性炭强化处理污水中重金属和环境激素的研究RESEARCHONSTRENGTHENINGTREATMENTOFHEAVEYMETALSANDENVIRONMENTALHORMONESINSEWAGEBYMODIFIEDACTIVATEDCARBON赵倩哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU992.3学校代码：10213国际图书分类号：628.3密级：公开工程硕士学位论文改性活性炭强化处理污水中重金属和环境激素的研究硕士研究生：赵倩导师：王广智副教授申请学位：工程

2、硕士学科：建筑与土木工程所在单位：环境学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU992.3U.D.C:628.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONSTRENGTHENINGTREATMENTOFHEAVEYMETALSANDENVIRONMENTALHORMONESINSEWAGEBYMODIFIEDACTIVATEDCARBONCandidate：ZhaoQianSupervi

3、sor：AssociateProf.WangGuangzhiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ArchitecturalandCivilEngineering.Affiliation：InstituteofEnvironmentDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要目前城市污水处理后，污染物含量大

4、幅下降，但当污水回用作为生态景观用水及灌溉用水时仍会对土壤、浅层地下水、以及人们的身体产生危害，从而对整个区域生态循环系统造成影响。其中，重金属和环境激素的污染风险问题最为突出。活性炭吸附是水处理中最重要的处理方法之一，对重金属和有机污染物有较好的去除效果，并且具有工艺简单、成本低等优势。本课题以污水处理厂二级出水中的典型的重金属铅、铜、铬和三种环境激素领苯二甲酸二丁酯、阿特拉津和磺胺甲恶唑作为目标污染物。选取6种常见的活性炭作为研究对象，采用BET、Boehm滴定、FT-IR、SEM等相关技术手段

5、对活性炭的物化特性进行表征。并通过研究吸附等温线和去除率对比6种活性炭对目标污染物的吸附效果。其中新华高效煤质活性炭价格低、官能团含量最高、对目标污染物的去除率最高。因此选择新华高效煤质活性炭作为改性实验对象。分别采用混酸改性、还原改性、高锰酸钾改性、SDS改性等4种改性方法对新华高效煤质炭进行改性。改性后活性炭的BET比表面积、酸性含氧官能团的含量、总孔容积、外表面积和目标污染物的去除率均有不同程度的增加。AC-S对铅、铜、铬3种重金属吸附去除率最高，去除率分别为95.3%、94.8%、92.7%

6、。AC-K对DBP、Atrazine、SMZ三种环境激素吸附效果最好，去除率分别为94.5%、93.8%、95.5%。二级动力学方程可以更恰当地表述AC-S和AC-K对目标污染物的吸附行为，改性活性炭的吸附速率常数较改性前增加。以AC-S对水中铅、铜、铬的去除率为考核指标，通过正交试验对改性条件进行优化。得出AC-S最优制备条件为：SDS溶液初始浓度为0.07mol/L，pH值为5，改性温度为20℃，改性时间为4h。以AC-K对水中DBP、Atrazine、SMZ的去除率为考核标准，得出AC-K最优

7、制备条件为：高锰酸钾溶液初始浓度为0.07mol/L，pH值为7，改性温度为40℃，改性时间为4h。将优化后的改性活性炭AC-K与AC-S复合，进行静态吸附实验，考察复合活性炭对铅、铜、铬、DBP、Atrazine、SMZ等6种目标污染物的去除率。确定复合改性活性炭的最佳配比为30%AC-K+70%AC-S。在最佳配比下进行吸附剂影响因素的研究，得出复合改性活性炭最优反应条件为：活性炭投加量为0.5g/L，pH值为8，吸附时间为8h。通过小试试验，确定了复合改性活性炭强化深度处理工艺的最佳工艺参数。

8、初始的污染物浓度不影响目标污染物的去除率，增加颗粒炭的接触时间和粉末-I-摘要活性炭的投量，目标污染物的去除率明显升高。但是粉末活性炭投量过高，会导致其穿透滤层，浊度增加。结合实际工程水质水量，通过处理效能对常规深度处理工艺和强化深度处理工艺进行运行费用的比较，发现复合改性活性炭强化的深度处理工艺不仅具有工艺可行性，而且具备经济性。综上所述，复合改性活性炭对重金属和环境激素具有出色的吸附效果，可以显著降低出水中目标污染物的浓度，动态实验运行稳定，对实际工程的应用推广具