论文部分内容阅读
本文从竹炭对废水中亚甲基蓝、氨氮(NH4+)、糖蜜酒精废水中COD的吸附性能及机理，以及竹炭吸附与微波辐射协同作用降解糖蜜酒精废水中COD的可行性进行了研究，为竹炭在废水处理中的实际应用提供有益的参考。所得主要研究结果如下：
1.四种动力学模型对比分析得出准二级动力学模型能更好地描述不同温度下竹炭对亚甲基蓝吸附过程，吸附表观活化能Ea为5.394kJ/mol；竹炭对亚甲基蓝的吸附等温线符合Langmuir方程式，温度从30℃升高到50℃，最大饱和吸附容量qmax从58.48mg/g升高到69.93mg/g，不同温度下反应的自由能变ΔG都小于0，反应为自发过程，吸附标准焓变ΔH°为36.83kJ/mol，以物理吸附为主；当竹炭与亚甲基蓝的质量比分别大于26:1、24:1和22:1时，平衡溶液中亚甲基蓝浓度小于0.5mg/L。
2.不同温度下竹炭对氨氮的吸附动力学过程能很好地遵循准二级动力学模型，吸附速率常数随温度的增高而增大，吸附活化能Ea为20.583kJ/mol；竹炭对氨氮的等温吸附均可用Langmuir和Freundlich方程较好拟合，Freundlich方程拟合的线性更好；投加15.0g竹炭，氨氮去除率可高达93.37％，pH值对吸附影响较大，碱性明显优于酸性条件，中温竹炭对氨氮的吸附效果好于高温竹炭。
3.竹炭对糖蜜酒精废水中COD的吸附过程符合准二级动力学方程，相关系数R2为0.9985，Langmuir和Frcundlich等温吸附方程均能较好地描述竹炭对废水中COD的吸附行为，粒径为0.125～0.20mm时COD去除率最高，吸附2h基本达到平衡，废水的初始pH值可以满足实际工程的要求，在实验所试的废水浓度范围内，处理出水COD浓度均能达到酒精工业废水二级排放标准(COD≤200mg/L)。
4.竹炭吸附与微波辐射协同作用降解糖蜜酒精废水的处理方法具有处理时间短、COD去除率高等优点，是一种行之有效的方法，处理反应过程近似一级反应。不同处理工艺相比，竹炭-微波辐射协同作用的处理工艺比单纯的微波辐射和单纯竹炭吸附的工艺有明显的优越性，相同条件下COD去除率分别是两者的6.8倍和1.4倍。废水中COD的去除原理可认为是有机污染物首先被吸附到竹炭表面，然后被微波辐射产生的高温“热点”氧化而降解。在竹炭投加0.5g，振荡45min，微波功率600W，微波辐射4min的处理条件下，废水中COD的去除率高达84.98％，处理出水COD浓度达到生活杂用水水质标准(COD≤50mg/L)。