活性炭吸附法處理廢水畢業(yè)論文

1、<p>　　本 科 畢 業(yè) 論 文</p><p>　　題目：活性炭吸附法處理二甲基乙酰胺</p><p><b>　　廢水研究</b></p><p><b>　　學(xué)生姓名：杜朋輝</b></p><p>　　學(xué) 號(hào)：08036204</p><p>　　專

2、業(yè)班級(jí)：環(huán)境工程08-2班</p><p><b>　　指導(dǎo)教師：劉廣東</b></p><p>　　2012年 6 月 10 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本論文以一定濃度二甲基乙酰胺廢水（COD約1600mg/L）為對(duì)象，系統(tǒng)地研究活性炭投加量、操作溫

3、度、反應(yīng)時(shí)間、原水pH及原水濃度對(duì)吸附效果的影響，確定最佳反應(yīng)條件，并對(duì)該吸附過程進(jìn)行熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)模擬。研究結(jié)果表明：活性炭投加量40g/L，操作溫度298K，反應(yīng)時(shí)間2h，原水pH=7為最佳反應(yīng)條件，且該條件下原水COD去除率達(dá)85.30%；隨原水濃度的增加，活性炭對(duì)COD的吸附量增加，COD去除率降低。活性炭對(duì)二甲基乙酰胺廢水的吸附過程適合用Freundlich方程描述，吸附動(dòng)力學(xué)符合偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。</p>&l

4、t;p>　　關(guān)鍵詞：活性炭；吸附；二甲基乙酰胺廢水；有機(jī)污染物</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The DMAC wastewater whose concentration of COD was about 1600 mg/L was studied in this paper. This study examined

5、 the influence of AC does, temperature, time, pH and the initial concentration during the adsorption process, and thus determined the best operate conditions. Then the study focused on the sorption kinetics and equilibri

6、um sorption isotherms of the process. The results showed that when the dose of AC is 40g/L, the initial pH is 7, 85.30% of COD could be removed after 2h of agitation a</p><p>　　Keyword：Activated carbon; Adso

7、rption; DMAC wastewater; Organic pollutants</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 前言1</b></p><p>　　1.1課題的來源及背景1</p><p>　　1.1.1 二甲基乙酰胺的性質(zhì)1&

8、lt;/p><p>　　1.1.2 二甲基乙酰胺的用途2</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2.1 生物法2</p><p>　　1.2.2 化學(xué)法3</p><p>　　1.2.3 物理化學(xué)法4</p><p>　　1.3研究的目的及意義8<

9、/p><p>　　1.4主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線8</p><p>　　1.4.1 研究?jī)?nèi)容8</p><p>　　1.4.2 技術(shù)路線9</p><p>　　1.4.3 技術(shù)路線9</p><p>　　第2章 實(shí)驗(yàn)部分10</p><p>　　2.1 實(shí)驗(yàn)材料10</p>

10、<p>　　2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品10</p><p>　　2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器10</p><p>　　2.2 實(shí)驗(yàn)原理10</p><p>　　2.3 實(shí)驗(yàn)方法10</p><p>　　2.3.1 活性炭預(yù)處理10</p><p>　　2.3.2 模擬廢水的制備11</p>&

11、lt;p>　　2.3.3 水樣COD的測(cè)定11</p><p>　　第3章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論12</p><p>　　3.1 活性炭投加量對(duì)廢水處理效果的影響12</p><p>　　3.2 溫度對(duì)廢水處理效果的影響13</p><p>　　3.3 吸附時(shí)間對(duì)廢水處理效果的影響14</p><p>　　

12、3.4 原水pH對(duì)廢水處理效果的影響14</p><p>　　3.5 原水COD濃度對(duì)廢水處理效果的影響15</p><p>　　3.6 熱力學(xué)吸附等溫線參數(shù)模擬16</p><p>　　3.7 吸附動(dòng)力學(xué)參數(shù)模擬17</p><p>　　3.8 本章小結(jié)19</p><p>　　第4章 實(shí)驗(yàn)結(jié)論與建議2

13、0</p><p><b>　　致 謝21</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></p><p><b>　　第1章 前言</b></p><p><b>　　課題的來源及背景</b></p><p>

14、;　　中空纖維膜具有比表面積大，裝填密度高，耐壓性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于膜分離領(lǐng)域：如處理含油回注水和印染行業(yè)的退漿廢水、中水回用、海水淡化[1]、提純食品、醫(yī)藥以及環(huán)境保護(hù)等方面。</p><p>　　中空纖維膜主要采用干-濕法紡絲工藝[2]制備，其主要生產(chǎn)流程為溶劑溶解-脫泡-紡絲-脫溶劑-溶劑回收。其中，二甲基乙酰胺（DMAC）是生產(chǎn)中空纖維膜的重要反應(yīng)溶劑，它具有溶解度高、沸點(diǎn)高、產(chǎn)品性能好的特點(diǎn)。二甲基乙

15、酰胺作為反應(yīng)過程的優(yōu)良有機(jī)溶劑，產(chǎn)生大量的含二甲基乙酰胺廢水，質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在20%～35%，COD值較高，且與水以任意比例互溶，同時(shí)，二甲基乙酰胺毒性大，且在工業(yè)生產(chǎn)中用量大[3]，因而在生產(chǎn)、使用和處置過程中，任意排入水體會(huì)對(duì)水質(zhì)環(huán)境造成很大的影響，危害人類健康。因此，進(jìn)行中空纖維膜生產(chǎn)中二甲基乙酰胺廢液的回收和處理研究對(duì)于進(jìn)行環(huán)境保護(hù)及降低企業(yè)的生產(chǎn)成本等方面都具有重要的意義。</p><p>　　在二甲基乙

16、酰胺廢液進(jìn)行回收時(shí)，如果有一部分二甲基乙酰胺未回收完全，形成二甲基乙酰胺廢液，這些廢液回收難度大，直接排放會(huì)造成環(huán)境污染。因而，需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步處理，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境，廢水減量化資源化的目的。</p><p>　　1.1.1 二甲基乙酰胺的性質(zhì)</p><p>　　二甲基乙酰胺，即N,N-二甲基乙酰胺。英文名稱為N,N-Dimethylacetamide（縮寫為：DMAC或DMA），又名

17、醋酸二甲基胺、乙酰二甲胺[4]，分子式為CH3CON(CH3)2，分子量為87.12，熔點(diǎn)為-20℃，沸點(diǎn)為164～166℃（760mmHg），閃點(diǎn)（開）為70℃，燃點(diǎn)為490℃，比重為0.9429(20/4℃)，折射率為1.4373[4]。</p><p>　　二甲基乙酰胺是一種無色透明液體，可以與多種有機(jī)溶劑混合，如醇、酮、醚、酯等。相對(duì)于“萬能溶劑”二甲基甲酰胺而言，由于二甲基乙酰胺在分子結(jié)構(gòu)中引入乙基，它

18、具有更好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。二甲基乙酰胺在沸點(diǎn)不分解，在水溶液中比較穩(wěn)定，但有時(shí)會(huì)因酸和堿的存在而分解。</p><p>　　二甲基乙酰胺生理毒性顯著，可經(jīng)皮膚吸入人體，可強(qiáng)烈刺激人的皮膚，眼睛，呼吸道粘膜，長(zhǎng)期接觸二甲基乙酰胺會(huì)危害人的心、肝、腎臟、血管、神經(jīng)系統(tǒng)等。所以，在使用二甲基乙酰胺時(shí)必須穿戴好防護(hù)用品，如果不慎接觸皮膚，應(yīng)用大量清水沖洗[5]。二甲基乙酰胺具有很強(qiáng)的毒性，鼠類口服LD為5.4mg/

19、kg，各國(guó)都限定了工作場(chǎng)所空氣中的二甲基乙酰胺含量，我國(guó)規(guī)定車間空氣中二甲基乙酰胺的最高允許濃度為10mg/m3。二甲基乙酰胺可燃，要遠(yuǎn)離火源，應(yīng)密閉存放在干燥、通風(fēng)的避光處。在使用時(shí)應(yīng)注意輕取輕放。</p><p>　　1.1.2 二甲基乙酰胺的用途</p><p>　　二甲基乙酰胺是一種優(yōu)良的極性溶劑。相對(duì)于二甲基甲酰胺，它具有熱穩(wěn)定性高，毒性小，腐蝕性低等特點(diǎn)，可以代替二甲基甲酰胺。

20、同傳統(tǒng)有機(jī)溶劑相比，它作為溶劑或催化劑，可提高產(chǎn)品的質(zhì)量和收率，它的用途非常廣泛[6]，主要有以下幾方面：</p><p>　?。?）高分子有機(jī)合成：二甲基乙酰胺作為溶劑廣泛的應(yīng)用于橡膠、樹脂、纖維生產(chǎn)中。</p><p>　　（2）醫(yī)藥和農(nóng)藥生產(chǎn)：二甲基乙酰胺已廣泛用于多種抗菌素藥品的生產(chǎn)，目前更是應(yīng)用于多種新藥品的合成，例如生產(chǎn)奈非西坦、乙丙昔羅、雷諾嗪等藥物，是重要的醫(yī)藥原料。在農(nóng)藥

21、上應(yīng)用于合成農(nóng)藥殺蟲劑等。</p><p>　?。?）石油化工：二甲基乙酰胺作為催化劑的一種，廣泛應(yīng)用于石油化工中，它可以有效提高反應(yīng)過程中鹵化、氰化、烷基化、環(huán)化和脫氫的速度，提高產(chǎn)物收率。</p><p>　?。?）腈綸生產(chǎn)：腈綸的生產(chǎn)方法主要有二甲基甲酰胺一步法、硫氰酸鈉二步法以及二甲基乙酰胺有機(jī)濕法，其中以二甲基乙酰胺為溶劑的濕法工藝比較具有發(fā)展前景。</p><

22、;p>　?。?）有機(jī)顏料：二甲基乙酰胺常作為溶劑用于有機(jī)顏料的生產(chǎn)中，可以取得令人滿意的生產(chǎn)效果。</p><p>　　（6）其他方面：二甲基乙酰胺可作為萃取蒸餾溶劑用于分離C8餾分中的苯乙烯，可作為溶劑用于抽提C4中的丁二烯，作為溶劑制作細(xì)菌纖維素納米棒陣列等[7]。</p><p><b>　　國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</b></p><p>

23、　　目前處理高濃度、難降解有機(jī)廢水的方法很多，總體可以分類為：生物處理法、物理處理法、物理化學(xué)處理法和化學(xué)處理法。由于各類方法的作用機(jī)理不同，因此，在處理成本、效果和應(yīng)用范圍上存在一定差異。針對(duì)不同高濃度、難降解有機(jī)廢水的特性，采用不同的處理方法就成為有效控制水污染的前提之一。</p><p><b>　　1.2.1 生物法</b></p><p>　　生物處理法是利

24、用微生物代謝作用，使廢水中的有機(jī)污染物和無機(jī)微生物營(yíng)養(yǎng)物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害的物質(zhì)。生物處理是廢水凈化的主要工藝，其具有經(jīng)濟(jì)可行、無二次污染等特點(diǎn)，主要用于處理農(nóng)藥、印染、制藥等行業(yè)的有機(jī)廢水。生物處理高濃度難降解有機(jī)廢水的主要方法有好氧生物、厭氧生物、生物膜法、酶生物處理技術(shù)以及發(fā)酵工程等。</p><p>　　王國(guó)威[8]等研究發(fā)現(xiàn)，組合填料膜A/O工藝對(duì)含DMAC的腈綸廢水具有較好的處理效果，隨著停留時(shí)間的延長(zhǎng)

25、，COD去除率逐漸提高，并能達(dá)到60%以上，對(duì)TOC的去除率也可到60%以上，對(duì)BOD5的去除率可到90%以上，對(duì)特征污染物DMAC和丙烯腈的去除率接近100%。</p><p>　　生化法工藝成熟，運(yùn)行成本低，是廢水處理中應(yīng)用最廣的方法。以生化處理為主體的高濃度難降解有機(jī)廢水綜合處理具有應(yīng)用范圍廣、設(shè)備簡(jiǎn)單、處理能力高、比較經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。但是，由于工業(yè)廢水污染物組成復(fù)雜，高濃度難降解有機(jī)廢水中的有害物質(zhì)使得微生物

26、無法正常工作，甚至中毒死亡。因此，生化法常常難以直接運(yùn)用，需要經(jīng)濟(jì)快速的預(yù)處理方法。</p><p><b>　　1.2.2 化學(xué)法</b></p><p>　　化學(xué)處理法是利用化學(xué)原理和化學(xué)作用使廢水中的污染物成分轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，使廢水得到凈化的方法。其單元操作過程有焚燒法、化學(xué)氧化法和高級(jí)氧化法等。</p><p>　　焚燒法是利用燃料油、

27、煤等助燃劑將有機(jī)廢水單獨(dú)或者和其它廢物混合燃燒，將其中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為水、二氧化碳、碳酸鹽等無害物的方法。焚燒法的優(yōu)點(diǎn)是效率高、速度快，可以一步將廢水中有機(jī)物主體徹底轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水；缺點(diǎn)是設(shè)備一次投資大、能耗大和處理成本高，且有機(jī)物焚燒后產(chǎn)生的煙氣和飛灰會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，需進(jìn)一步處理。</p><p>　　化學(xué)氧化法是通過氧化還原反應(yīng)，將廢水中的有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物以及無機(jī)物的方法?；瘜W(xué)氧化法分為兩大類

28、，一類是在常溫常壓下利用強(qiáng)氧化劑(如過氧化氫、高錳酸鉀、次氯酸鹽、臭氧等)將廢水中的有機(jī)物氧化成二氧化碳和水；另一類是在高溫高壓下分解廢水中有機(jī)物，包括超臨界水氧化和濕空氣氧化工藝，所用的氧化劑通常為氧氣或過氧化氫，一般采用催化劑降低反應(yīng)條件，加快反應(yīng)速率[9]。</p><p>　　化學(xué)氧化法既可作為單獨(dú)的處理方法，也可與其它處理方法結(jié)合聯(lián)用，以達(dá)到最佳處理效果。目前高濃度有機(jī)廢水的化學(xué)處理是一個(gè)非?；钴S的研究

29、領(lǐng)域，針對(duì)不同類型的廢水處理新方法不斷涌現(xiàn)，其中尤其以高級(jí)氧化技術(shù)最為引人注目。</p><p>　　高級(jí)氧化技術(shù)（Advanced Oxidation Processes，簡(jiǎn)稱AOPs)，又稱深度氧化技術(shù)，是指通過化學(xué)和物理化學(xué)(光照、電、聲、催化劑、氧化劑等)的方法使污水中的污染物直接礦化為CO2、H2O或無機(jī)礦物鹽等無機(jī)物，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為低毒、易生物降解的中間產(chǎn)物。目前國(guó)內(nèi)外主要采用高級(jí)氧化法進(jìn)行深度處理或生

30、物預(yù)處理。</p><p>　　祁萍等[10]利用Fenton法對(duì)印制線路板高濃度廢水進(jìn)行了處理，實(shí)驗(yàn)表明在合適的條件下，COD的去除率達(dá)到99%以上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)該種廢水的徹底無害化處理，且該方法具有工藝簡(jiǎn)單、易于操作的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　1.2.3 物理化學(xué)法</p><p>　　物理處理法是指應(yīng)用物理作用改變廢水成分的處理方法，如沉降、過濾、均化、氣浮等

31、單元操作。物理處理法設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，但它僅能去除廢水中粒徑較大的懸浮顆粒，不能去除廢水中的溶解性污染物。</p><p>　　物理化學(xué)處理法是指廢水中的污染物在處理過程中通過相轉(zhuǎn)移的變化而達(dá)到去除目的的處理技術(shù)。常用的處理方法有:萃取、精餾、吸附、膜技術(shù)、離子交換、混凝等[11]。</p><p>　　1.2.3.1 萃取法</p><p>　　萃取法一般分為物

32、理萃取和化學(xué)萃取兩種。利用污染物質(zhì)在水中或與水不互溶的溶劑中有不同的溶解度進(jìn)行分離，通常稱為物理萃??；但若溶劑和廢水中的某些組分形成絡(luò)合物而進(jìn)行分離，常稱為化學(xué)萃取或絡(luò)合萃取。萃取法處理高濃度有機(jī)廢水，不僅具有設(shè)備投資少、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，而且能使主要污染物有效回收利用；萃取法的缺點(diǎn)是萃取只是一個(gè)污染物的物理轉(zhuǎn)移過程，而非真正的降解，被萃取的有機(jī)物和萃取后廢水需要進(jìn)一步處理，而且有機(jī)溶劑還可能造成二次污染。因此，這種方法主要適用于處理有回

33、收價(jià)值的有機(jī)物。</p><p>　　樸香蘭等[12]采用萃取法處理化纖廢水中的DMAC，結(jié)果表明：經(jīng)六級(jí)錯(cuò)流萃取萃取率可達(dá)到99%以上，經(jīng)8級(jí)逆流萃取后廢水中的DMAC濃度可降到200mg/L以下。</p><p>　　林泉等[13]對(duì)低沸點(diǎn)萃取劑處理和回收含二甲基乙酰胺（DMAC）廢水的可行性及工藝條件進(jìn)行了研究，經(jīng)研究表明，在常溫20～35℃時(shí)，用氯仿萃取二甲基乙酰胺，當(dāng)溶劑與水相體

34、積比為2︰1時(shí)，經(jīng)六級(jí)逆流萃取，可將廢水中20%的二甲基乙酰胺含量降至300mg/L以下。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，廢水的pH值對(duì)萃取效率有明顯的影響，當(dāng)廢水的pH值較大，即偏堿性時(shí)對(duì)萃取有利。 </p><p>　　高杰[14]對(duì)聚醚砜中空纖維膜生產(chǎn)中DMAC廢液進(jìn)行回收與處理研究發(fā)現(xiàn)，多級(jí)逆流萃取法適合于回收10%～30%的DMAC廢液，間歇精餾法適合于回收濃度高于30%的DMAC廢液，而Fenton試劑氧化法適合處理濃度低

35、于0.5%的DMAC廢液。</p><p>　　1.2.3.2 精餾法</p><p>　　精餾法是化工生產(chǎn)中分離兩種沸點(diǎn)不同物質(zhì)組成的混合液體的常用方法，它是利用氣－液兩相的傳質(zhì)和傳熱來達(dá)到分離的目的。其缺點(diǎn)是精餾法耗時(shí)長(zhǎng)，耗能高。</p><p>　　劉明晶[15]對(duì)比了萃取和精餾兩種方法回收二甲基乙酰胺，指出精餾法費(fèi)時(shí)長(zhǎng)，耗能高，而且在長(zhǎng)時(shí)間的蒸餾中，少量的D

36、MAC分解成二甲胺，造成浪費(fèi)。因此，提出了一種萃取-分餾的方法，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)四級(jí)錯(cuò)流萃取和五級(jí)逆流萃取的萃取率在99%以上；采用五級(jí)逆流萃取，可將萃余液中的DMAC的濃度降300mg/L以下。但是，此方法仍然存在成本過高的問題。</p><p>　　在纖維成型的過程中產(chǎn)生大量的含二甲基乙酰胺的廢液，其中含35～45%DMAC，目前的處理方法是蒸發(fā)+精餾，通過此工藝過程將高濃度廢水中的二甲基乙酰胺(DMAC)回收，但D

37、MAC濃度為5%的廢水如果用精餾的方法，則其能耗巨大，而如果直接排放將污染環(huán)境，而且造成資源的浪費(fèi)。尤其在擴(kuò)大生產(chǎn)能力的需求下，選用能耗低、溶劑回收更徹底的回收方法顯得尤為重要。</p><p>　　1.2.3.3 吸附法</p><p>　　吸附是一種與表面能有關(guān)的表面現(xiàn)象，當(dāng)吸附能力達(dá)到飽和后需要進(jìn)行再生的處理費(fèi)用往往較高，如果廢水的污染物濃度很高，吸附劑很快達(dá)到飽和，使再生周期變短，

38、所以吸附法常用于處理小水量、低濃度廢水的深度凈化處理或其他方法難處理的有毒有害物的去除。</p><p>　　廢水的吸附法處理，主要是指利用固體吸附劑的物理吸附和化學(xué)吸附性能，去除或降低廢水中的多種污染物質(zhì)的過程。固體吸附劑能有效的去除廢水中多種污染物，特別是采用其它方法難以有效處理的劇毒和難降解的污染物，經(jīng)處理后出水水質(zhì)好且比較穩(wěn)定, 因而吸附法在廢水處理中有著不可取代的作用。隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格、水資源回收

39、利用的日益迫切，吸附法在廢水處理中的作用將越來越重要[16]。</p><p>　　高超等[17]，認(rèn)為吸附法屬于物理去除法的一種，是利用吸附劑吸附廢水中某種或幾種污染物，以便回收或去除它們，從而使廢水得到凈化的方法。吸附法處理含酚廢水時(shí)具有處理效果好、可回收有用物料以及吸附劑可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，因此隨著現(xiàn)有吸附劑性能的不斷完善以及新型吸附劑的研制成功，吸附法在有機(jī)廢水處理中的應(yīng)用前景將更加廣。</p>

40、<p>　　李志剛等[18]先用明礬作為混凝劑預(yù)處理DDNP廢水，再用四級(jí)串聯(lián)活性炭吸附塔對(duì)廢水進(jìn)行進(jìn)一步的處理，處理后廢水的COD、色度和總硝基化合物等都明顯降低，1噸廢水的處理費(fèi)用大概是42元，一般每?jī)蓚€(gè)月更換一次活性炭。</p><p>　　宋曉敏等[19]用自制的粉煤灰預(yù)處理DDNP廢水，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)實(shí)驗(yàn)溫度為30℃，廢水的pH值為9，粉煤灰的投加量為40g/L時(shí)，廢水的COD和色度處理

41、后分別降低54%、90%以上。</p><p>　　目前應(yīng)用較多的為活性炭吸附，活性炭是一種經(jīng)濟(jì)且來源廣的吸附催化劑，具有特定的表面化學(xué)性質(zhì)、復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)和大的比表面積，因而具有較好的吸附性能。在含酚廢水處理領(lǐng)域是最常見的吸附劑?；钚蕴康闹饕厥翘?，其次是氧和氫。氧和氫的存在對(duì)活性炭的吸附性能及其他特性有較大影響，這些元素多以化學(xué)鍵與碳原子相結(jié)合，在活性炭表面上形成多種含氧官能團(tuán)：酸性官能團(tuán)、中性官能團(tuán)和堿性

42、官能團(tuán)，這也是活性炭主要的活性基[19, 22]。</p><p>　　活性炭本身具有很強(qiáng)的物理吸附和化學(xué)吸附能力，它對(duì)某些非極性的有機(jī)物具有很強(qiáng)的吸附作用，而對(duì)水的吸附能力較弱，可以通過活性炭吸附的方法來進(jìn)行廢水的深度處理。它具有吸附性能好、處理效率高、操作費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。目前活已應(yīng)用于處理含鉻、含氰、含汞、含酚、含甲醇廢水并應(yīng)用于煉油廠廢水的深度處理中。</p><p>　　劉成波等[2

43、3]采用活性碳吸附法降低廢紙?jiān)旒垙U水進(jìn)行了研究，試驗(yàn)結(jié)果表明：采用粉狀活性炭作為吸附劑，在其用量為6.2~7.6g/L、吸附時(shí)間1h條件下，可將經(jīng)混凝法處理后的廢紙?jiān)旒垙U水( pH值為6.5~ 6.8，水溫為18~32℃，COD為280~320mg/L)中的COD降至100mg/L以下，處理后出水的COD達(dá)到了國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　P Girodsa等[20]使用碎木板廢棄物制作活性炭來處理含酚廢水

44、。最大吸附容量可以達(dá)到0.5g·g-1。碎木板廢料很廉價(jià)，用其處理含酚廢水具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。</p><p>　　Kunwar P Singh[21]等利用農(nóng)業(yè)廢料椰子殼制作活性炭（SAC），并對(duì)其進(jìn)行化學(xué)處理制得改性后的活性炭（ATSAC）。實(shí)驗(yàn)表明，25℃時(shí)SAC和ATSAC對(duì)苯酚的最大吸附容量分別為0.36、0.53 mol·g-1。吸附等溫線可以被Langmuir和Freundlic

45、h模型擬合。</p><p>　　L John Kennedy[22]利用廉價(jià)的米糠制了多孔活性炭，經(jīng)磷酸活化以及化學(xué)活化后應(yīng)用于吸附水中的苯酚。實(shí)驗(yàn)結(jié)果指出，在一定條件下（pH為2.7，20℃），該活性炭對(duì)苯酚的吸附容量可達(dá)2.35×10-4 mol·g-1。吸附等溫線能夠很好的用Langmuir和Freundlich模型擬合。</p><p>　　湯烜等[23]采用

46、單一活性炭處理法，單一Fenton處理法及活性炭-Fenton試劑聯(lián)合處理法對(duì)頭孢噻肟鈉模擬廢水進(jìn)行了處理研究。采用這3種方法處理時(shí)，廢水CODcr去除率分別為52.6%、42.7% 和87.6%?？梢?，采用活性炭-Fenton試劑聯(lián)合處理頭孢噻肟鈉模擬廢水，可獲得較好的處理效果。</p><p>　　高賽男等[24]采用顆?；钚蕴浚℅AC）對(duì)經(jīng)勝利油田樂安聯(lián)合處理站“隔油-混凝-過濾”和水解酸化-好氧生物工藝處

47、理后的采油廢水進(jìn)行吸附研究，考察了GAC對(duì)生物處理出水COD（70~80mg/L）的去除效果。結(jié)果表明：溫度35℃，時(shí)間為2h時(shí)，GAC靜態(tài)吸附生物處理出水（pH8.0~9.0），COD的去除率可達(dá)50%。動(dòng)態(tài)吸附操作的過水流速為1~5m/h、接觸時(shí)間19.2~96min時(shí)，吸附處理出水COD低于60mg/L，可以達(dá)到標(biāo)排放要求。當(dāng)體積速度小2.0m3/(m3·h)時(shí)，過水流速變化對(duì)實(shí)際處理水量和單位炭吸附COD 量影響不大，

48、可作為吸附塔工程設(shè)計(jì)的參數(shù)。GC/MS分析結(jié)果表明，GAC對(duì)生物處理出水中的鹵代烴、雜環(huán)化合物及羧酸衍生物去除效果較好，鹵代烴主要污染物的去除率可達(dá)80%以上，出水中的主要有機(jī)成份為大分子有機(jī)酸。由有機(jī)概念圖判斷，被吸附的主要物質(zhì)為憎水的非極性有機(jī)物。</p><p>　　馬占有等[25]分別從孔隙結(jié)構(gòu)、表面化學(xué)性質(zhì)、灰分及吸附環(huán)境等方面，分析了活性炭吸附性能的影響因素，為活性炭的選型提供參考；介紹了活性炭制備及

49、再生方法，并指出電化學(xué)再生法和干法催化氧化法是活性炭再生的發(fā)展方向。</p><p>　　1.2.3.4 混凝法</p><p>　　混凝是向廢水中投加一定量的混凝劑，通過混凝劑離解、水解產(chǎn)物的作用使水中的溶質(zhì)、細(xì)小懸浮顆粒和膠體微粒聚集成較粗大的顆粒脫穩(wěn)并凝聚為具有可分離性的絮凝體的過程?；炷ㄊ悄壳笆澜缟蠎?yīng)用最廣泛、最經(jīng)濟(jì)、效率最高的水處理技術(shù)之一。它既可以有效降低廢水的濁度、色度等感

50、官指標(biāo)，又可以去除廢水中的多種高分子物質(zhì)、有機(jī)物、某些重金屬毒物（鎘、汞、鉛）和放射性物質(zhì)等，還可以去除氮和磷等導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的可溶性有機(jī)物。</p><p>　　混凝劑按其化學(xué)成分可分為無機(jī)、有機(jī)（有機(jī)類常稱為混凝劑）和微生物三大類；近年來，又開發(fā)出一些新型多功能復(fù)合藥劑，諸如介于無機(jī)和有機(jī)之間的混合型、復(fù)合型混凝劑。常用的混凝劑則有硫酸鋁、聚合氯化鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵等。</p><p

51、>　　陳雙[26]用混凝沉淀-氧化法處理DDNP生產(chǎn)廢水，其中的混凝預(yù)處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在廢水pH值為5～8，PAC的投加量為1%時(shí)，快速攪拌溶液2分鐘，然后再慢攪15分鐘，靜置后廢水的硝基化合物去除率可達(dá)45%左右。</p><p>　　牛菲菲[27]對(duì)DDNP廢水進(jìn)行混凝預(yù)處理時(shí)取得較為明顯的效果。處理后DDNP廢水由棕紅色變成淺棕色，處理后廢水的各項(xiàng)指標(biāo)為：COD為2040mg/L，去除率為50.96

52、%；色度為5000倍，去除率為80%。</p><p>　　混凝法具有工藝簡(jiǎn)單、操作方便、設(shè)備投資少、凈水劑便宜、間歇或連續(xù)運(yùn)行均可等優(yōu)勢(shì)，因此在廢水處理中獲得廣泛應(yīng)用。混凝法作為獨(dú)立的處理過程，雖有一定的處理效果，但通常處理后的廢水達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，因此，該法通常要與其它廢水處理方法配合使用。</p><p><b>　　研究的目的及意義</b></p>

53、<p>　　二甲基乙酰胺（DMAC）是中空纖維膜生產(chǎn)過程中的一種重要反應(yīng)溶劑，能產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)利益，但與此同時(shí)該工藝伴隨產(chǎn)生了大量含高濃度二甲基乙酰胺的難降解有機(jī)廢水，嚴(yán)重影響企業(yè)周邊的水域環(huán)境和人們生命健康。因此，如何有效地回收和處理目標(biāo)廢水，對(duì)環(huán)境保護(hù)和降低企業(yè)生產(chǎn)成本方面都具有重要的意義。</p><p>　　近幾年，相關(guān)學(xué)者專家致力于研究有效處理含高濃度二甲基乙酰胺廢水的方法，通過生物、物理化學(xué)

54、和化學(xué)等方法的單一或組合形式，對(duì)難降解有機(jī)廢水進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)處理后的廢水能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)的研究目的及意義在于，利用活性炭的優(yōu)良吸附性能，對(duì)一定濃度的二甲基乙酰胺廢水（COD約1600mg/L）進(jìn)行處理，研究考察活性炭吸附的最佳反應(yīng)條件以及在該條件下的吸附效果，為物理化學(xué)法處理高濃度二甲基乙酰胺廢水提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。</p><p>　　主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)

55、路線</p><p>　　1.4.1 研究?jī)?nèi)容</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)以一定濃度二甲基乙酰胺廢水（COD約1600mg/L）為研究對(duì)象，采用顆?；钚蕴孔鳛槲絼┻M(jìn)行吸附進(jìn)行處理，主要包括兩方面的內(nèi)容：</p><p>　?。?）分別考察活性炭投加量、原水pH、操作溫度、吸附時(shí)間和原水初始COD濃度對(duì)廢水COD去除效果的影響，確定其最佳反應(yīng)條件，并計(jì)算在該條件下對(duì)

56、COD的去除率。</p><p>　?。?）在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，考察活性炭吸附二甲基乙酰胺廢水的熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)特征，并分別對(duì)吸附等溫線和動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行模型擬合。</p><p>　　1.4.2 技術(shù)路線</p><p>　　1.4.3 技術(shù)路線</p><p>　　2012年2月20日—2012年3月4日：查閱文獻(xiàn)，寫出文獻(xiàn)綜述和開題報(bào)告。<

57、/p><p>　　2012年3月5日—2011年3月14日：準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需儀器及藥品，組裝實(shí)驗(yàn)裝置。</p><p>　　2012年3月15日—2012年5月20日：通過實(shí)驗(yàn)考察反應(yīng)中各影響因素，確定最佳反應(yīng)條件。</p><p>　　2012年5月21日—2012年5月31日：整理完善實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，研究吸附過程熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)特征。</p><p>　

58、　2012年6月1日—2012年6月20日：完成畢業(yè)論文的撰寫，準(zhǔn)備畢業(yè)論文答辯。</p><p><b>　　第2章 實(shí)驗(yàn)部分</b></p><p><b>　　2.1 實(shí)驗(yàn)材料</b></p><p>　　2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品</p><p>　　實(shí)驗(yàn)中所用藥品見表2-1。</p>

59、;<p>　　表2-1 實(shí)驗(yàn)中所用的化學(xué)藥品</p><p>　　2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器</p><p>　　實(shí)驗(yàn)中所用主要儀器見表2-2。</p><p>　　表2-2 實(shí)驗(yàn)中所用的儀器</p><p><b>　　2.2 實(shí)驗(yàn)原理</b></p><p>　　利用活性炭所特有的物理

60、吸附和化學(xué)吸附能力，以及對(duì)非極性有機(jī)物的強(qiáng)烈吸附作用，對(duì)廢水中的二甲基乙酰胺進(jìn)行深度吸附，達(dá)到處理廢水的目的。</p><p><b>　　2.3 實(shí)驗(yàn)方法</b></p><p>　　2.3.1 活性炭預(yù)處理</p><p>　　實(shí)驗(yàn)時(shí)先將活性炭用0.1M的鹽酸溶液浸泡24h，用蒸餾水洗滌至中性，并用105℃烘箱烘干，然后置于馬福爐中氮?dú)夥諊?/p>

61、下于650℃焙燒6h，放置冷卻后備用。</p><p>　　2.3.2 模擬廢水的制備</p><p>　　模擬廢水制備方法：在500mL容量瓶中加入1.2g二甲基乙酰胺(DMAC)溶液，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，即得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.24%的DMAC水樣，COD值約為1600mg/L。</p><p>　　2.3.3 水樣COD的測(cè)定</p><p

62、><b>　?。?）主要試劑</b></p><p>　　消解液（重鉻酸鉀溶液），試亞鐵靈指示液，硫酸亞鐵銨溶液，硫酸—硫酸銀催化劑，蒸餾水。</p><p><b>　?。?）測(cè)定步驟</b></p><p>　?、?取5.00mL水樣置于消解罐中，準(zhǔn)確加入5.00mL消解液和5.00mL催化劑，搖勻。旋緊密封蓋，

63、注意使消解罐密封良好，將罐均勻置放入消解爐玻璃盤上。樣品的消解時(shí)間取決于盤上放置的消解罐數(shù)目。具體見表2-3。</p><p>　　表2-3 消解時(shí)間設(shè)定表</p><p>　　② 將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移到250mL錐形瓶中，用蒸餾水沖洗消解罐帽2~3次，沖洗液并入錐形瓶中，控制體積約為30mL，加入四滴試亞鐵靈指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點(diǎn)。記錄硫酸亞鐵

64、銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量，計(jì)算出COD值。</p><p><b>　　計(jì)算：</b></p><p><b>　　(2-1)</b></p><p>　　式中：—空白消耗硫酸亞鐵銨量(mL)；</p><p>　　—水樣消耗硫酸亞鐵銨量(mL)；</p><p>　　—水樣體積(m

65、L)；</p><p>　　—硫酸亞鐵銨溶液的濃度(mol/L)；</p><p>　　8—氧(1/2 O)摩爾質(zhì)量(g/mol)。</p><p>　　第3章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)以一定濃度二甲基乙酰胺廢水（COD約1600mg/L）為研究對(duì)象，采用顆?；钚蕴孔鳛槲絼┻M(jìn)行吸附進(jìn)行處理，分別考察活性炭投加量、原水pH

66、、操作溫度、吸附時(shí)間和原水初始COD濃度對(duì)廢水COD去除效果的影響，確定其最佳反應(yīng)條件。</p><p>　　3.1 活性炭投加量對(duì)廢水處理效果的影響</p><p>　　為了研究活性炭投加量與廢水處理效果之間的關(guān)系，本試驗(yàn)取9個(gè)150mL錐形瓶，向每個(gè)燒瓶中加入50mL模擬廢水（COD約1600mg/L），pH為7，分別加入0.5g，1.0g、1.5g、2.0g、2.5g、3.0g備用活

67、性碳，再將全部錐形瓶放在搖床中，操作溫度為298K，振蕩搖晃2h。反應(yīng)完成后，將各錐形瓶中廢水過濾，測(cè)定原廢水和各濾液的COD，計(jì)算COD的去除率，以投加量為橫坐標(biāo)，COD去除率為縱坐標(biāo)，反映298K條件下投加量與COD去除效果的關(guān)系，見圖3-1。</p><p>　　圖3-1活性炭投加量與COD去除率的關(guān)系</p><p>　　從圖3-1可以看出，隨著活性炭投加量的增加，水樣COD去除率

68、隨之提高。當(dāng)投加量小于40mg/L時(shí)，不同溫度下COD去除率增加迅速；當(dāng)投加量為40g/L時(shí)，不同溫度下COD去除率高達(dá)85.30%，隨后增長(zhǎng)趨勢(shì)平緩。考慮到活性炭成本問題，且選投加量為40g/L時(shí)，廢水處理效果較好，故試驗(yàn)取投加量為40g/L作為廢水處理的最適活性炭投加量。</p><p>　　3.2 溫度對(duì)廢水處理效果的影響</p><p>　　為了研究溫度與廢水處理效果的關(guān)系，本試驗(yàn)

69、取9個(gè)150mL錐形瓶，分別加入50mL模擬廢水（COD約1600mg/L），pH為7，然向每個(gè)燒瓶中加入0.5g，1.0g、1.5g、2.0g、2.5g、3.0g備用活性碳，將全部錐形瓶放在搖床中，操作溫度分別為298K、313K和333K，振蕩搖晃2h。分別將各錐形瓶中廢水過濾，測(cè)定原廢水和各濾液的COD，計(jì)算COD的去除率，以溫度為橫坐標(biāo)，COD去除率為縱坐標(biāo)，反映溫度對(duì)廢水處理效果的影響，見圖3-2。</p>&l

70、t;p>　　圖3-2溫度與COD去除率的關(guān)系</p><p>　　從圖3-2分析可得，相同活性炭投加量條件下，隨著操作溫度的升高，活性炭吸附效果越好，COD去除率越高。在投加量40g/L條件下，COD去除率在298K時(shí)為85.30%。333K時(shí)高達(dá)89.46%。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析，活性炭對(duì)二甲基乙酰胺的吸附主要為化學(xué)吸附過程，溶液溫度的升高不僅增大了廢水中有機(jī)物分子的動(dòng)能，同時(shí)引起活性炭?jī)?nèi)部微孔擴(kuò)張，從而提高

71、了吸附容量[28]。但是考慮到運(yùn)行成本和操作安全問題，選取298K（常溫）條件為最佳反應(yīng)溫度。</p><p>　　3.3 吸附時(shí)間對(duì)廢水處理效果的影響</p><p>　　選用500mL錐形瓶，加入20.0g備用活性炭，然后加入500mL模擬廢水（COD約1600mg/L），pH為7，將錐形瓶置于搖床中，298K條件下，分別在5、10、15、30、45、60、90、120、180min時(shí)

72、取出水樣10mL，將取出的水樣過濾。在313K、333K條件下重復(fù)以上步驟。測(cè)定原廢水和各濾液的COD，計(jì)算COD的去除率，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以COD去除率為縱坐標(biāo)，反映吸附時(shí)間與廢水處理效果的影關(guān)系，見圖3-3。</p><p>　　圖3-3 不同溫度條件下吸附時(shí)間與COD去除率的關(guān)系</p><p>　　從圖3-3分析可得，在298K溫度條件下，活性炭對(duì)二甲基乙酰胺廢水的吸附反應(yīng)在120

73、min時(shí)，COD去除率可達(dá)85.02%，可認(rèn)為達(dá)到吸附飽和。313K和333K溫度條件下，120min時(shí)COD去除率分別高達(dá)86.97%和87.17%。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，選取120min為吸附法處理二甲基乙酰胺廢水的最佳反應(yīng)時(shí)間。</p><p>　　3.4 原水pH對(duì)廢水處理效果的影響</p><p>　　取5個(gè)150mL錐形瓶，分別加入50mL的模擬廢水（COD約1600mg/L），適

74、量加入鹽酸溶液和NaOH溶液，分別將pH值調(diào)節(jié)為2、4、7、9、12，分別加入2.0g備用活性炭，將所有錐形瓶置于搖床中，在298K條件下，振蕩搖晃2h。反應(yīng)完成后，將錐形瓶中廢水過濾，測(cè)定原廢水和各濾液的COD，計(jì)算COD的去除率，以pH為橫坐標(biāo)，COD去除率為縱坐標(biāo)，反映pH與活性炭吸附效果之間的關(guān)系，見圖3-4。</p><p>　　圖3-4 pH與廢水處理效果之間關(guān)系</p><p&g

75、t;　　從圖3-4分析可得，pH=2時(shí)吸附效果最好，COD去除率可達(dá)88.90%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，酸性條件下活性炭對(duì)二甲基乙酰胺的吸附效果更好，這可能是由于pH對(duì)二甲基乙酰胺的溶解度有一定的影響，從而導(dǎo)致吸附量增大。但是由于模擬廢水組分單一，對(duì)化合物溶解度和離解度影響不顯著[29]，pH=7時(shí)，COD去除率可達(dá)85.90%之多。考慮到調(diào)節(jié)廢水pH，需要人力投加鹽酸溶液并混合，耗時(shí)耗力耗錢，且效果不明顯，所以選取pH=7為最佳吸附pH。&l

76、t;/p><p>　　3.5 原水COD濃度對(duì)廢水處理效果的影響</p><p>　　分別配置不同COD濃度（DMAC含量分別為0.07%、0.14%、0.21%、0.28%、0.42%）的模擬廢水，分別加入5個(gè)150mL的錐形瓶中，分別加入2.0g備用活性炭。在溫度298K條件下，振蕩反應(yīng)2h。反應(yīng)完成后，將錐形瓶中廢水過濾，測(cè)定原廢水和各濾液的COD，計(jì)算COD的去除率，以原水COD濃度為

77、橫坐標(biāo)，COD去除率為縱坐標(biāo)，反映原水COD濃度對(duì)吸附效果的影響，見圖3-5。</p><p>　　圖3-5 原水初始濃度與廢水處理效果之間關(guān)系</p><p>　　從圖3-5分析可得，原水COD濃度值越高，吸附效果越差。原水COD為約500mg/L時(shí)，COD去除率高達(dá)92.16%；原水COD約3000mg/L時(shí)，去除率降至76.80%。目標(biāo)廢水COD約為1600mg/L，去除率一般可達(dá)在

78、85%以上，去除效果良好。</p><p>　　3.6 熱力學(xué)吸附等溫線參數(shù)模擬</p><p>　　在溫度一定的條件下，吸附量隨著吸附質(zhì)平衡濃度的提高而增加。把吸附量隨平衡濃度變化的曲線稱為吸附等溫線。</p><p>　　Freundlich經(jīng)驗(yàn)公式：</p><p><b>　　(3-3)</b></p>

79、;<p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　Qe為平衡吸附量；</b></p><p>　　Qm為與飽和吸附量有關(guān)的常數(shù)；</p><p><b>　　KF為常數(shù)；</b></p><p><b>　　n為常數(shù)。</b>

80、</p><p><b>　　將上式寫成對(duì)數(shù)式：</b></p><p><b>　　(3-4)</b></p><p>　　不同溫度下，活性炭等溫吸附數(shù)據(jù)見圖3-6。</p><p>　　圖3-6 不同溫度條件下平衡吸附量與平衡濃度之間關(guān)系</p><p>　　用Freun

81、dich方程對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，擬合參數(shù)見表3-1。</p><p>　　表3-1 Freundlich經(jīng)驗(yàn)公式模擬活性炭吸附過程參數(shù)</p><p>　　上表反映了在三組溫度分別為298K、313K、333K下，對(duì)初始COD濃度不同廢水，用Freundich方程對(duì)二甲基乙酰胺的吸附平衡濃度與吸附量的擬合情況。由所得結(jié)果得出：</p><p>　　（1）由表3-1參

82、數(shù)分析可得，活性炭對(duì)二甲基乙酰胺的吸附符合Freundlich方程，故活性炭對(duì)二甲基乙酰胺的吸附行為為多層非均勻的。</p><p>　?。?）隨著溫度升高，F(xiàn)reundlich方程擬合度有所下降，這可能是溫度升高導(dǎo)致二甲基乙酰胺在水中的溶解度下降而揮發(fā)所導(dǎo)致的。</p><p>　　3.7 吸附動(dòng)力學(xué)參數(shù)模擬</p><p>　　吸附動(dòng)力學(xué)科通過在吸附劑中的擴(kuò)散來

83、描述，比如膜擴(kuò)散，孔道擴(kuò)散和表面擴(kuò)散，以及孔-膜擴(kuò)散，或者這四個(gè)步驟的任意組合。為了研究一種吸附過程的控制機(jī)理和確定達(dá)到平衡的最短必要時(shí)間，實(shí)驗(yàn)將涉及到幾種動(dòng)力學(xué)模型，如偽一級(jí)模型，Elovich模型，偽二級(jí)模型和粒子內(nèi)擴(kuò)散模型。下面章節(jié)會(huì)對(duì)這些模型進(jìn)行簡(jiǎn)單描述。</p><p>　　（1）偽一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型</p><p>　　偽一級(jí)模型是最常見的描述從某溶液中吸附溶質(zhì)過程的模型。這個(gè)模型

84、的線形方程如下：</p><p><b>　　(3-5)</b></p><p>　　式中：k1（min-1）是偽一級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)常數(shù)；Qe和Q（mg/g）分別為平衡吸附量和時(shí)間t（min）時(shí)的吸附量。</p><p>　?。?）偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型</p><p>　　這個(gè)模型中，控速步驟為包含化學(xué)吸收的表面吸附過程，該模型

85、認(rèn)為溶液中溶質(zhì)的吸附去除是由于兩相間相互的物理化學(xué)作用。該模型的線形方程如下所示：</p><p><b>　　(3-6)</b></p><p>　　式中：（g/mg/min）為吸附反應(yīng)的偽二級(jí)速率常數(shù)。</p><p>　　不同溫度條件下，活性炭吸附二甲基乙酰胺廢水的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)見圖3-7。</p><p>　　圖3-

86、7 活性炭處理二甲基乙酰胺廢水動(dòng)力學(xué)曲線圖</p><p>　　分別采用偽一級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)和偽二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)方程對(duì)其進(jìn)行擬合，擬合參數(shù)見表3-2和表3-3。</p><p>　　表3-3 偽一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合參數(shù)值</p><p>　　表3-4 偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合參數(shù)值</p><p>　　表3-3和表3-4反映了在溫度分別為298K、313

87、K、333K下，分別用偽一級(jí)、偽二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)方程對(duì)二甲基乙酰胺的吸附時(shí)間與吸附量的擬合情況。由表中數(shù)據(jù)分析可以得出：</p><p>　?。?）準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)方程擬合的相關(guān)性更高，擬合效果更好。</p><p>　?。?）擬合的平衡吸附量Qm值與試驗(yàn)吸附所測(cè)得的試驗(yàn)值很接近，結(jié)果比較可信。</p><p><b>　　3.8 本章小結(jié)</b>

88、;</p><p>　　本章研究結(jié)合各因素對(duì)吸附效果的影響和經(jīng)濟(jì)成本兩個(gè)方面，確定最佳反應(yīng)條件為：投加量40g/L，吸附時(shí)間2h，原水pH=7，操作溫度298K；且改吸附過程為符合Freundlich經(jīng)驗(yàn)式和偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。</p><p>　　第4章 實(shí)驗(yàn)結(jié)論與建議</p><p>　　本論文采用活性炭對(duì)二甲基乙酰胺廢水（COD約1600mg/L）進(jìn)行吸附處理

89、，并從各個(gè)方面考察了影響吸附效果的因素，包括活性炭投加量、操作溫度、反應(yīng)時(shí)間、原水pH和原水COD濃度。通過實(shí)驗(yàn)得出以下結(jié)論：</p><p>　　（1）結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)可行性，當(dāng)活性炭投加量40g/L，操作溫度298K，反應(yīng)時(shí)間2h，原水pH=7為最佳反應(yīng)條件，且該條件下廢水水COD去除率達(dá)85.30%。</p><p>　　（2）隨原水濃度的增加，活性炭對(duì)COD的吸附量增加，CO

90、D去除率降低。</p><p>　?。?）該吸附過程吸附等溫線符合Freundlich方程描述，即活性炭對(duì)二甲基乙酰胺的吸附是為多層非均勻的；吸附動(dòng)力學(xué)曲線與偽二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)方程完美擬合。</p><p>　　綜合以上結(jié)論可知，在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，COD去除率高，處理效果顯著。但考慮到活性炭成本較高，因此，下一步實(shí)驗(yàn)可以考慮活性炭重復(fù)利用的效果。經(jīng)過吸附處理的活性炭，可經(jīng)過熱再生等手段重復(fù)使

91、用，實(shí)現(xiàn)廢物資源化，降低成本。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　衷心感謝劉廣東老師的悉心指導(dǎo)，劉老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和飽滿的工作熱情使我深受啟迪，在他的關(guān)心指導(dǎo)下，我順利完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)并學(xué)到了更多的專業(yè)知識(shí)，在此向劉老師表示崇高的敬意和衷心的感謝!</p><p>　　感謝孫燦師姐在實(shí)驗(yàn)中的熱心幫

92、助和對(duì)我論文的指導(dǎo)，是她幫我及時(shí)解決了實(shí)驗(yàn)中遇到的種種困難；她的嚴(yán)謹(jǐn)和努力上進(jìn)的精神使我受益匪淺，在此向她表示誠(chéng)摯的謝意!</p><p>　　感謝陳普濤同學(xué)和伊西查巴同學(xué)，與他們的密切合作才使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)順利完成。</p><p>　　感謝大學(xué)四年來所有的老師，他們教與我們知識(shí)，給我們奠定了很好的專業(yè)基礎(chǔ)，使我能更好的運(yùn)用知識(shí)來解決畢業(yè)設(shè)計(jì)中的問題。</p><p&g

93、t;　　還要感謝和我一起在實(shí)驗(yàn)室里奮斗的同學(xué)們，有他們的陪伴使實(shí)驗(yàn)室里充滿了生機(jī)和樂趣。</p><p>　　再次感謝所有關(guān)心，幫助過我的老師和同學(xué)們，謝謝大家!</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] Chu liang-yin, Wang shu, C. wen-mei. surface modificat

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