检索结果-南通市图书馆

作者：郎宇琪河北工业大学

学位级别：硕士

本文进行了Na、K、NH‖NO-HO四元体系相平衡及添加剂存在条件下对其相关子体系相平衡规律影响的研究，主要包括：添加剂的预选;添加剂存在条件下对K‖NO-HO、NH‖NO-HO、Na‖NO-HO二元体系溶解度规律变化的研究;K、NH‖NO-HO，K、NH‖NO... 详细信息

本文进行了Na、K、NH‖NO-HO四元体系相平衡及添加剂存在条件下对其相关子体系相平衡规律影响的研究，主要包括：添加剂的预选;添加剂存在条件下对K‖NO-HO、NH‖NO-HO、Na‖NO-HO二元体系溶解度规律变化的研究;K、NH‖NO-HO，K、NH‖NO-HO，K、NH‖NO-HO、CHOH混合溶剂体系相平衡的研究，同时从统计热力学角度出发对该体系相平衡建立了热力学模型：Na、K、NH‖NO-HO四元水盐体系相平衡的研究。通过测定不同浓度下甲醇、乙醇、丙酮、氨四种添加剂对硝酸钾结晶的影响规律，发现甲醇和氨对硝酸钾的析出效果最好，乙醇次之，丙酮最差。甲醇和氨对二元体系溶解度影响的研究结果表明：温度不变条件下，甲醇浓度增大，硝酸钾、硝酸铵、硝酸钠溶解度都有所降低;氨浓度增大，硝酸钾、硝酸钠溶解度降低，而硝酸铵溶解度增大。对K、NH‖NO-HO三元体系相平衡的研究表明，该体系存在五个结晶区：硝酸钾和硝酸铵结晶区、硝酸钾与硝酸钾铵结晶的共晶区、硝酸铵与硝酸钾铵结晶的共晶区，以及硝酸钾铵固溶体结晶区。该结果修正了前人认为此体系为硝酸钾和硝酸铵完全混合固溶体区，不存在单晶区的结论，同时也填补了该体系的相平衡数据缺乏的空白。选择NH和甲醇作为添加剂，测定不同浓度下(甲醇10％～60％，NH5％～25％)添加剂对K、NH‖NO-HO体系的影响，结果表明：25℃时，NH浓度≥20％体系中硝酸铵结晶区几乎消失，体系中只包含硝酸钾和硝酸钾铵固溶体结晶区，且主要为硝酸钾结晶区;10℃时，NH浓度≥25％时主要为硝酸钾结晶区，甲醇浓度≥50％固溶体结晶区消失，体系中硝酸钾与硝酸铵结晶区完全分离，达到了硝酸钾分离的效果。同时热力学模型对混合溶剂体系的计算表明，该模型的预测值与实验数据拟合较好。对10℃Na、K、NH‖NO-HO四元体系相平衡进行了探讨，研究结果显示，该体系主要包括四个结晶区：硝酸钾结晶区、硝酸铵结晶区、硝酸钠结晶区，以及硝酸钾铵固溶体结晶区。实验结果填补了该体系的相平衡数据缺乏的空白。本研究将为提取硝酸钾新工艺的开发提供相应的数据和理论基础。

关键词：硝酸钾硝酸铵硝酸钠相平衡混合溶剂萃取结晶甲醇氨

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锂吸附剂的合成及其吸附性能研究

锂吸附剂的合成及其吸附性能研究

作者：纪志永河北工业大学

学位级别：硕士

进行了锂吸附剂的合成及其吸附性能的研究，主要包括三方面：锂吸附剂前驱体即尖晶石型锂锰氧化物的合成研究、前驱体的酸洗研究和吸附剂的吸附性能研究。通过对前驱体的合成研究发现：以Li/Mn摩尔比为0.5的碳酸锂和碳酸锰为原料... 详细信息

进行了锂吸附剂的合成及其吸附性能的研究，主要包括三方面：锂吸附剂前驱体即尖晶石型锂锰氧化物的合成研究、前驱体的酸洗研究和吸附剂的吸附性能研究。通过对前驱体的合成研究发现：以Li/Mn摩尔比为0.5的碳酸锂和碳酸锰为原料，于空气中在800℃时焙烧4-5h可制得对含锂溶液有吸附性的锂吸附剂前驱体LiMnO，且其纯度很高。另外，也制得了混合型前驱体(主要是LiMnO和LiMnO2的混合物)。在前驱体的酸洗研究中，通过考察不同种酸溶液、不同浓度的盐酸溶液以及不同酸洗时间对前驱体的酸洗效果(主要以锂的溶出率和锰的溶损率为衡量指标)得知，用0.2-0.5的盐酸溶液对所制的前驱体酸洗十五分钟左右就可以达到很好的酸洗效果;同时，通过化学分析、X-射线粉晶衍射和透射电子显微镜分析，证实了酸洗后物的结构(其结构式可由HMnO表示)与其前驱体相比没有发生质的变化，从而进一步证明了其前驱体为尖晶石型锂锰氧化物，具有离子筛的特点。在对吸附剂的吸附性能研究中，首先得出单相吸附剂于室温下在混合液(100ml0.05M的LiCl+100ml0.05M的LiOH)中的吸附容量为23.013mg·g;而所制得的混合型吸附剂在相同含锂溶液中的相应吸附容量要高。然后，在假设吸附剂的吸附为离子交换过程的基础上，通过测定吸附剂的吸附等温线发现其吸附过程为不完全交换，且温度的升高有利于吸附的进行;同时温度的升高使吸附过程向完全交换转变。这一点丰富了锂吸附剂在离子交换吸附机理上的研究。最后，通过测定吸附剂的分配系数和选择系数发现，该吸附剂对锂的选择性很高，可以从低含锂溶液中提取锂。

关键词：尖晶石锂吸附剂离子交换选择性

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海水低压淡化及脱硼性能研究

海水低压淡化及脱硼性能研究

作者：邵兰燕福州大学

学位级别：硕士

积极发展海水淡化解决淡水资源的缺乏问题已成为共识,但现阶段海水淡化成本较高,限制了其应用规模。本文面向占城市用水总量三分之二的冲厕、道路清扫、建筑施工等杂用水需求,开展了低压下海水淡化技术的研究,以达到降低海水淡化成本的... 详细信息

积极发展海水淡化解决淡水资源的缺乏问题已成为共识,但现阶段海水淡化成本较高,限制了其应用规模。本文面向占城市用水总量三分之二的冲厕、道路清扫、建筑施工等杂用水需求,开展了低压下海水淡化技术的研究,以达到降低海水淡化成本的目标。建立了单支膜元件的小型实验装置,基于海水低压淡化的特点和城市杂用水水质要求,选用LPRO、NF90-2540和NF270-2540三种低压膜,分析不同进料压力、流量、温度和海水含盐量对海水脱盐效果的影响。结果表明,随着进料压力的增大,膜通量、离子截留率和脱盐率均呈上升趋势,且变化较为明显;膜通量和产水水质受进料流量的影响不大,但水回收率变化较大;进料温度的升高使产水TDS含量增高,而膜通量变化不大,其影响小于进料压力;海水含盐量的增高使产水水质变差,膜通量明显下降。在3.0～4.2 MPa压力范围内,NF270-2540的脱盐率不足40%,NF90-2540和LPRO的脱盐率则在95%以上,而LPRO膜脱盐效果和回收率都略高于NF90-2540膜,对比筛选出LPRO膜为实验用膜。为了进一步查明LPRO膜淡化海水的效果,考察了进料压力、流量和温度三个因素对多支LPRO膜串联的脱盐性能的影响,并对运行中稳定性进行分析。结果表明,进料条件对海水脱盐效果的影响与单支膜相似,单支LPRO膜适合海水低压淡化且运行稳定性较好。在进料压力为4 MPa,进料流量为720 L/h,进料温度为25℃的进料条件下,随着膜串联支数的增多,产水TDS从936 mg/L增大至2886 mg/L,回收率由22.4%增加至46.67%。单支膜产水水质达到城市杂用水冲厕、道路清扫、建筑施工用水水质要求。利用碱化絮凝耦合低压反渗透的方法对海水进行脱硼处理研究。筛选出适合的Na OH碱化剂,并考察了溶液p H、温度和PAM用量三个因素对脱硼效果的影响。结果表明,溶液p H越高,温度越低,PAM用量越高,对海水脱硼越有利。当溶液p H为10.5,温度为15℃,PAM用量为0.5 mg/L时,海水硼脱除率可达68%,硼含量为1.6 mg/L左右。将碱化絮凝预处理后的海水进行LPRO膜脱硼处理,在进料压力为4 MPa,流量为720 L/h,温度为25℃的进料条件时,产水硼含量降至0.25 mg/L,达到饮用水硼含量的要求。

关键词：海水淡化低压反渗透纳滤脱硼

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锂离子筛膜的制备及应用性能研究

锂离子筛膜的制备及应用性能研究

作者：周惠敏中国海洋大学

学位级别：硕士

从可持续资源利用角度来看,海水中提取锂盐前景非常远大。目前海水提锂方面的研究主要集中于对尖晶石型锂吸附剂(又称锂离子筛)的研究,粉体的渗透性和流动性很差;将离子筛做成粒状用来提锂,操作周期长、不连续及设备庞大等诸问题又会出... 详细信息

从可持续资源利用角度来看,海水中提取锂盐前景非常远大。目前海水提锂方面的研究主要集中于对尖晶石型锂吸附剂(又称锂离子筛)的研究,粉体的渗透性和流动性很差;将离子筛做成粒状用来提锂,操作周期长、不连续及设备庞大等诸问题又会出现;开展锂离子筛膜的研究将会实现连续化运行。因此研制锂离子筛膜对实现连续法海水提锂技术有着重要的理论意义和实际应用价值。本文开展了锂离子筛膜的制备及交换及选择性能研究。首先探索了硅溶胶过渡层合成锂离子筛膜的合成条件。以无水乙醇、正硅酸乙酯、水、硝酸、表面活性剂CTAB为原料溶胶凝胶法制备过渡层,分别考察了有无CTAB、硅溶胶是否稀释、TEOS与HO的摩尔比、硅溶胶涂覆次数对陶瓷管表面涂覆结果的影响以及硅溶胶涂覆陶瓷管后焙烧温度和速率;引入过渡层后,以双氧水、硝酸锰、氢氧化锂为原料合成锂离子筛膜,考察硅溶胶涂覆次数和合成次数对合成膜的影响。最佳合成条件为:在n(TEOS): n(HO): n(EtOH): n(HNO)=1:6:3.8:0.085,加入CTAB制备硅溶胶,用无水乙醇稀释涂覆陶瓷管三次焙烧后得到有过渡层的陶瓷管载体,干燥、焙烧,二次水热法合成三次得到的锂离子筛膜。SEM表征所获得的钾离子筛膜表面连续致密、完整,膜层与膜管结合比较紧密;单气体渗透性测定表明,合成三次所获得的钾离子筛膜,发现对氮气和氢气具有一定的渗透性能,且单一气体H2/N2的理想分离因数达到0.7157。第二种方法是探索硅沸石膜做过渡层合成锂离子筛膜。以正丁胺为模板剂,原料配比nSi:nAl:n模板剂:nKOH:nHO=36.8:8:1:24.8:771,反应温度200℃,反应时间24h,合成沸石膜过渡层。合成锂离子筛膜的最佳条件是过渡层合成两次或三次后,真空引入晶种,在锂锰氧化物原料液中水热合成三次或四次,得到比较理想的锂离子筛膜。合成三次或四次的锂离子筛膜的单组份气体渗透能力良好,合成三次和四次的膜对N和H理想分离因数分别为1.161和1.520。此外,当采用高钾离子筛过渡层法制备锂离子筛膜时,发现合成的锂离子筛膜表面有很多有裂缝出现,因此该方法无法形成完整的锂离子筛膜。对制备的膜进行离子交换选择性能初探,离子筛膜能够在没有施加任何外加能量的情况下,自发、连续稳定地进行离子交换过程,关于进一步提高稳定性等性能还需更深入地地探索研究。

关键词：锂离子筛离子筛膜水热合成过渡层

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制革脱铬废水多级膜处理及无机盐回收研究

制革脱铬废水多级膜处理及无机盐回收研究

作者：刘子龙河北工业大学

学位级别：硕士

制革工业在生产皮革的过程中消耗了大量的淡水资源,同时大量的制革废水排放也给环境带来不利影响。为解决这一问题,本课题选取福建省某一皮革公司制革脱铬废水,通过化学絮凝和膜分离技术耦合工艺深度处理废水并对其中可利用的资源进行回... 详细信息

制革工业在生产皮革的过程中消耗了大量的淡水资源,同时大量的制革废水排放也给环境带来不利影响。为解决这一问题,本课题选取福建省某一皮革公司制革脱铬废水,通过化学絮凝和膜分离技术耦合工艺深度处理废水并对其中可利用的资源进行回收,为实现制革脱铬废水的资源化利用提供新的工艺技术。首先,通过化学絮凝-超滤的方法对制革脱铬废水进行预处理,并研究了不同絮凝剂和添加量,p H对絮凝效果的影响。结果表明使用1.0‰的聚合氯化铝（PAC）和PAM一同在p H=8的条件下絮凝效果达到最好,对色度,浊度和COD的去除率分别在35%,64.6%,31.5%。在此基础上,对四种不同型号超滤膜进行比较,并考察操作压力、回收率等对于膜通量和超滤效果的影响。得到的优化条件为:截留分子量为150 k Da,操作压力为0.2 MPa,产水浓淡比为1:5,对于废水的浊度,色度,COD的去除率分别达到了90.7%,28.7%,20.8%。其次,对于废水中含有的无机盐进行深入研究,利用纳滤的方法对超滤产水进行浓缩处理实验,考察了操作压力、进料温度等对于膜通量及浓缩效果的影响。通过多级浓缩工艺,使废水中90%的淡水资源得到回用。实验结果表明,一级浓缩过程中在操作压力为1.8 MPa、进料温度25-30℃条件下,一级淡水含盐量为200-500 mg/L。二级浓缩操作压力为3 MPa、进料温度25-30℃条件下,得到的二级淡水含盐量为800-1000 mg/L,均符合工厂回用标准。二段浓缩废水TDS、COD分别为44000-46000 mg/L、10000-13000 mg/L。最后,利用电渗析的方法回收纳滤浓缩废水中的无机盐。实验结果表明,极液选用5%的NaSO溶液,电渗析极限电流为4.0 A,当电压为25 V、循环流量为600 L/h、补料流量为4 L/h、浓缩室盐含量达到150 g/L时,,一级电渗析脱盐处理后脱盐率为52.2%。后续通过升高脱盐室废水温度到31℃,对废水进行二段电渗析将废水中的硫酸盐进行二次脱除,总脱盐率达到61.9%。再利用使用反渗透方法进一步回收废水中的淡水,进而形成絮凝-膜分离耦合工艺,其淡水回用率可以达到95%。本研究对制革脱铬废水的深度处理提供了一种新型参考依据和技术支持。

关键词：制革脱铬废水化学絮凝超滤纳滤电渗析

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新型钾离子筛复合膜的制备及性能研究

新型钾离子筛复合膜的制备及性能研究

作者：商茹中国海洋大学

学位级别：硕士

从可持续资源利用角度来看，海水中提取钾盐前景非常远大。目前我国已研制出以天然斜发沸石为离子交换剂的海水提钾技术，展示出良好的应用前景，但是该技术存在周期长、不连续以及设备占地面积大等缺点。钾离子筛膜克服了以上缺点，适... 详细信息

从可持续资源利用角度来看，海水中提取钾盐前景非常远大。目前我国已研制出以天然斜发沸石为离子交换剂的海水提钾技术，展示出良好的应用前景，但是该技术存在周期长、不连续以及设备占地面积大等缺点。钾离子筛膜克服了以上缺点，适于连续分离，因此，研制钾离子筛膜对进一步提高海水提钾技术的市场竞争力有重要意义。采用水热合成法制备出对钾离子具有特定记忆功能的离子筛，其对海水中钾离子饱和交换容量高达56.96mg/g。用硅烷偶联剂KH-550对钾离子筛进行表面改性，考察了偶联剂用量和改性时间以及温度对改性效果的影响，并利用XRD、SEM、FT-IR以及热重分析等方法对改性前、后的钾离子筛进行了表征。结果表明，KH-550可以成功地接枝到钾离子筛的表面，接枝率达3.5%;离子筛优化的改性条件为偶联剂用量60%，改性时间5h，改性温度110℃。以聚砜(Polysulfone, PS)中空纤维多孔膜为基膜，将硅烷偶联剂改性后的钾离子筛制成悬浮液，采用施加负压的方式先在基膜外表面引入改性钾离子筛，再以哌嗪(Piperazine, PIP)为水相单体，均苯三甲酰氯(Trimesoyl chloride, TMC)为有机相单体，通过油水两相界面聚合反应在基膜外表面形成复合表层，制备出钾离子筛-聚哌嗪酰胺/聚砜中空纤维复合膜。利用钾离子筛复合膜反应器，测定复合膜对K+/Na+混合溶液的分离因数，系统考察了离子筛用量、哌嗪浓度、均苯三甲酰氯浓度、界面聚合时间、水相pH值、施加负压大小和时间、后处理温度和时间的影响。最佳制膜条件为：离子筛含量0.15%，哌嗪浓度0.5%，酰氯浓度0.15%，界面聚合时间90s，水相pH值为12，施加负压0.05Pa，施加负压时间80s，后处理温度50℃，后处理时间20min。扫描电子显微镜(SEM)对复合膜测定，结果表明，复合膜表面钾离子筛分散较均匀，部分嵌入基膜表面孔洞，钾离子筛层基本可以将基膜表面及孔洞覆盖住。通过离子选择性交换实验，测定出钾离子筛复合膜在常温下对K+/Ca2+、K+/Mg2+、K/Na离子对的分离因数分别为： αK/Ca)=60.46， αK/Mg)=93.61，α=4.25，表明复合膜对各组溶液中的K都表现出优先选择性，这说明将钾离子筛与基膜相结合制备钾离子筛复合膜是可行的。

关键词：钾离子筛硅烷改性复合膜离子交换

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隐钾锰矿型钾离子筛的制备及其应用

隐钾锰矿型钾离子筛的制备及其应用

作者：于占花中国海洋大学

学位级别：硕士

新型钾离子筛的合成及其离子交换性能的研究,主要包括离子筛的高温固相法合成、离子交换性能、离子筛的成型等。以碳酸锰和甲醇钾为原料,采用高温固相法制备出隐钾锰型二氧化锰(CRYMO),酸洗后得到钾离子筛(CRYMO-H)。通过AAS、TG-DTA、... 详细信息

新型钾离子筛的合成及其离子交换性能的研究,主要包括离子筛的高温固相法合成、离子交换性能、离子筛的成型等。以碳酸锰和甲醇钾为原料,采用高温固相法制备出隐钾锰型二氧化锰(CRYMO),酸洗后得到钾离子筛(CRYMO-H)。通过AAS、TG-DTA、XRD、FT-IR、SEM、BET对样品组成和结构表征,考察了原料配比、焙烧温度、焙烧时间对样品晶相的影响,结果表明：原料配比为4:1、焙烧温度为620℃、焙烧时间为12h时,合成样品化学组成为K0.95Mn7.96O16.00,晶相为a-MnO2,650℃以下相对较稳定,呈现棒状外形,其表面积为为37.45m2/g,酸洗前后样品晶相结构没有发生本质变化。考察了pH值对离子交换性能的影响,测定了CRYMO-H对钾、钙、镁、钠、锂单盐离子溶液的交换容量和对海水中主要阳离子的选择性。结果表明：样品对纯钾溶液(pH=12)和海水中(pH=8.3)钾离子的交换量分别达126.78mg/g和29.11mg/g;样品对K+/Na+、K+/Li+溶液中K+的选择性系数分别为115.68和134.91,对Ca2+、Mg2+则没有交换量。测定CRYMO-H的交换等温线,绘制Kielland图,回归得到H+-K+交换的热力学平衡常数Ka,计算出△rHmθ.△rGmθ、△rSmθ等热力学函数。结果表明：标准吉布斯自由能△rGmθ<0,离子交换反应放热反应,CRYMO-H交换钾的过程是自发过程,低温有利于离子交换的进行。以聚氯乙稀为成型剂,通过改变聚氯乙烯在离子筛中的比例,测得当聚氯乙稀的含量约为20%时,所得颗粒交换剂在水中的损失率较低。选取20-40目的粒状离子筛进行交换性能测试,得到在纯钾溶液和海水钾溶液中的交换量分别为67.56mg/g.和22.17mg/g,说明CRYMO-H可用于从海水中选择性分离钾盐。

关键词：高温固相法隐钾锰矿型二氧化锰钾离子筛合成成型离子交换性能

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基于单价离子交换膜浓海水处理工艺优化研究

基于单价离子交换膜浓海水处理工艺优化研究

作者：张涛河北工业大学

学位级别：硕士

浓海水含有丰富的资源,如果直接排放势必造成淡水资源的矿化和浪费同时加剧土壤的碱化,所以浓海水的开发势在必行。对于某地下卤水和经过反渗透处理后浓海水进行了电渗析浓缩实验,并对电渗析传质过程进行了简单的分析,为单价选择性离子... 详细信息

浓海水含有丰富的资源,如果直接排放势必造成淡水资源的矿化和浪费同时加剧土壤的碱化,所以浓海水的开发势在必行。对于某地下卤水和经过反渗透处理后浓海水进行了电渗析浓缩实验,并对电渗析传质过程进行了简单的分析,为单价选择性离子交换膜电渗析方法应用到浓海水浓缩利用方面提供了一定的参考依据。对电渗析法浓缩地下卤水进行了研究,本次实验考察的主要工艺条件为电流密度、脱盐槽循环流量、阳极液种类与循环状态及阳极液Na2SO4浓度对地下卤水浓缩过程的影响。实验结果表明,增大电流密度可以提高浓缩速率,增大浓缩终点,提高单价离子的选择透过性,但过高的电流密度会增大能耗;脱盐槽循环流量对电渗析浓缩过程影响不大;阳极液种类与循环状态及阳极液Na2SO4浓度极室溶液的导电性能有较大的影响,将阳极液换成合适浓度Na2SO4溶液循环时可以达到与阳极液为原料水补水状态相近的效果。在最优工艺条件即电流密度为3A/dm2,阳极液为5%Na2SO4溶液循环,脱盐槽补水流量为0.3-0.4 m3/h条件下NaCl浓度可以达到205g/L,电流效率稳定在83%,膜堆单位能耗到达160KWh/tNaCl。对经反渗透处理后的浓海水进行了电渗析法浓缩研究。本次实验主要考察电流密度和脱盐槽补水流量对浓缩过程的影响。实验结果表明,增大电流密度可以提高浓缩效率,增大浓缩终点,但是过大的电流密度引起浓差极化,降低浓缩效果;脱盐槽补水流量越大,单价离子浓度增长速率几乎不变,膜对单价离子的选择性增大,对二价离子的透过性减少,同时电流效率与膜堆单位能耗、实验总单位能耗都随着脱盐槽补水流量的增大而减小。在最优工艺条件下NaCl浓度可以达到120g/L以上,电流效率稳定在90%,膜堆单位能耗到达177KWh/tNaCl。本文是以离子在直流电场作用下发生电迁移传质为基础,根据电化学基本方程和双膜理论模型对浓海水在浓缩过程中的传质过程进行分析。由电渗析传质系数,电解质总扩散系数,水的电渗系数,不同流速下的界面层厚度,忽略浓差扩散的影响可得连续电渗析过程中浓缩室出口溶液浓度。

关键词：电渗析浓海水浓缩工艺优化传质

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电容吸附法浓缩海水研究

电容吸附法浓缩海水研究

作者：高旭俊中国海洋大学

学位级别：硕士

海水中化学资源含量丰富,对其开发利用势在必行。电容吸附技术是通过施加静电场强制离子向带有相反电荷的电极处移动,具有能耗低,污染小,易操作等优点,使得其在海水资源开发利用方面的优势得到科学家的重视。多级孔炭具有丰富的孔结构... 详细信息

海水中化学资源含量丰富,对其开发利用势在必行。电容吸附技术是通过施加静电场强制离子向带有相反电荷的电极处移动,具有能耗低,污染小,易操作等优点,使得其在海水资源开发利用方面的优势得到科学家的重视。多级孔炭具有丰富的孔结构和大的比表面积,已被广泛用做电极材料。本文采用两步法,首先制备介孔炭,后期对介孔炭进行活化造孔,制备出既有微孔又具有介孔的多级孔炭材料。将制备好的多级孔炭材料作为电容吸附技术的电极材料,研究了其在海水中的浓缩吸附性能。首先,以聚醚F127、间苯三酚和甲醛为原料,采用活化法制备出具有介孔、微孔的多级孔炭材料,考察了升温速率、炭化时间等因素对介孔炭材料比表面积和孔结构形成的影响,利用BET、XRD、SEM对样品的组成和结构进行了表征。以氢氧化钾等为活化剂,制备出高比表面积的多级孔炭,考察了实验条件对产品性能的影响。发现:随着升温速率的增加,介孔炭材料的比表面积、孔容以及介孔表面积先增大后减小。10℃/min条件下可获得最优性能的介孔炭,其介孔表面积为324.47 m·g,孔容为0.68 cm·g,平均孔径为8.44 nm。随后又试验了三种活化剂对介孔炭的造孔作用,认为氢氧化钾是最好的活化剂。当KOH/MC的比例为4:1时,形成了大量的微孔结构,多级孔炭比表面积达到了1345.52 m·g,其中微孔表面积增加到了663.36 m·g,介孔表面积为682.16 m·g,孔容为0.94 cm·g,主要孔径为4.70nm,且孔径主要集中在0-20 nm。将KOH/MC的比例为4:1条件下得到的多级孔炭材料制备成电容吸附电极,采用三电极体系对其进行电化学性能测试。制备出的多级孔炭电极在扫描速率为10mV/s时,最大的单电极比电容为242.37 F·g。在不同大小的扫描速率下,该电极的电流随着电压变化曲线均是准矩形形状,体现出良好的对称性和电容特性。在自制的电容吸附装置中研究了其在海水中的浓缩吸附性能。发现:对海水中钙离子浓缩率最高为111.75%,镁离子为104.40%,钾离子为148.15%,钠离子为107.12%。

关键词：电容吸附多级孔炭材料比表面积孔容浓缩海水

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高浓印染废水深度处理工艺研究

高浓印染废水深度处理工艺研究

作者：景新军河北工业大学

学位级别：硕士

纺织工业使用了大量的淡水,使健康淡水供应的短缺变得日益严重,解决这一问题是一个关键的技术问题。目前,对印染废水的处理进行了大量有价值的研究。当有机物浓度较低时,废水的处理和回用工艺很多,其中包括:混凝法,吸附处理技术,Fenton... 详细信息

纺织工业使用了大量的淡水,使健康淡水供应的短缺变得日益严重,解决这一问题是一个关键的技术问题。目前,对印染废水的处理进行了大量有价值的研究。当有机物浓度较低时,废水的处理和回用工艺很多,其中包括:混凝法,吸附处理技术,Fenton氧化和臭氧氧化等高级氧化技术,超滤(UF),纳滤(NF),反渗透(RO)和电渗析(ED)等膜分离技术。然而,由于印染生产过程中使用了大量的染色助剂,如Na OH和NaSO等,使得处理后的浓缩液具有较高的盐度、硬度和COD。因此,它不能直接排放,仍然是一个严重的环境风险,需要进一步的处理。为解决这些问题,本课题选取福建省某环境工程公司的印染排放废水,通过以膜分离技术和高级氧化技术为核心的耦合工艺深度处理该废水,为实现废水的资源化利用提供一条新思路。首先,通过以微滤(MF)-NF为核心的低浓度废水浓缩工艺制备高浓印染废水,探究了操作压力、操作流量和废水浓度等对DTRO浓缩性能的影响,并通过多级浓缩和溢流浓缩的方法进行了连续运行实验。综合考虑浓缩效果和成本等因素发现,较高的操作流量可以降低浓差极化,而多级浓缩工艺适用于处理大量废水。在DTRO操作流量为570-580 L/h时,通过三级浓缩的方法可将高浓印染废水浓缩至150 g/L以上,并可以回用85%的淡水。其次,对均相/非均相Fenton氧化法和活化过硫酸钠氧化法降解高浓废水进行了深入研究。结果表明,Fenton氧化法和活性炭活化过硫酸钠氧化法可将高浓高盐废水中的有机物降解。两种方法的最优条件分别是:在Fenton氧化中的条件是:室温下,反应时间为40 min,废水p H为6.7,HO浓度为15 g/L和Fe浓度为17.5 g/L,最终COD去除率达80%以上,TOC去除率达82.6%,色度去除率达99.6%;在AC活化过硫酸钠氧化中的条件是:温度为40°C,反应时间为20 min,废水p H为6.7,过硫酸钠浓度为3 g/L和PAC浓度为30 g/L,最终TOC去除率达76.9%,色度去除率达99.4%。最后,采用冷却结晶的方法提取氧化后的浓盐水中的无机盐。结果表明,当搅拌速率为200 rpm、降温速率为18 min/°C和结晶终点温度为0°C时,所得NaSO的纯度和回收率分别达99%和60%以上。最终,MF-NF-DTRO-高级氧化-结晶耦合工艺可将98.5%的废水回用,浓水中的无机盐也被资源化利用,为未来印染废水深度处理提供理论参考和技术指导。

关键词：印染废水纳滤碟管式反渗透高级氧化深度处理结晶