活性炭吸附间硝基苯磺酸钠及其微波紫外无害化再生研究
电镀废水中除含有大量的重金属和氰化物外，还含有高浓度的结构稳定、环境危害大、难生化降解的间硝基苯磺酸钠(3-NBSA)等有机物，因此必须对退镀废水中的3-NBSA进行净化处理。本文利用活性炭吸附法处理3-NBSA模拟电镀废水，并针对活性炭吸附法处理污水所面临的吸附剂物耗大及其所形成的危险废弃物处置难题，采用微波紫外耦合辐射技术对吸附态3-NBSA进行降解，同时实现活性炭无害化再生。 探讨了颗粒活性炭基质及粒径、预处理方式、溶液pH、初始浓度和温度对活性炭吸附3-NBSA效果的影响，研究了活性炭的吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学。实验结果表明，5％稀盐酸预处理后的椰壳活性炭(14目~18目)吸附效果最好，pH在2~8范围内对活性炭吸附效果影响不大。活性炭吸附动力学符合准二级动力学模型，等温吸附特性可用Freundlich等温方程式来描述，吸附类型以物理吸附为主。 构建了微波紫外耦合辐射再生活性炭的工艺方法，探讨了各工艺条件对活性炭再生效果和再生损耗率的影响，确定最佳工艺条件：空气流量为0.024m3/h，微波功率为500W，微波辐照时间为10min。最佳工艺条件下再生效果达到99.62%，且连续再生5次后仍能达到90.02%。采用Boehm滴定法和BET技术对再生前后活性炭表征，发现随着再生次数的增加活性炭表面碱性基团含量增加，酸性基团含量减少。再生后活性炭的比表面积为889.742m2/g，总孔容为0.4482cm3/g，N2吸附量为300.95cm3/g，分别为原活性炭比表面积的92%、总孔容的88.23%和N2吸附量的91.64%。同时研究了再生后活性炭的吸附等温线，发现其吸附等温式仍更符合Freundlich等温方程，饱和吸附量为原活性炭的95.89%。 将微波紫外耦合体系与单独微波体系比较，发现微波紫外耦合辐射作用下，活性炭再生效果为99.62%，3-NBSA矿化度为31.61%，而单独微波作用下两者分别只有86.51%和3.68%。 机理研究表明3-NBSA中磺酸基基本上全部转化为SO2，部分硝基转化为NOx和NH3。反应体系中的O2和H2O在紫外光作用下生成O3和·OH等氧化剂。这些氧化剂与苯环进一步反应生成苯醌类物质，苯醌易降解为醛、酮和有机酸等中间体，在氧化剂充足的条件下中间体矿化为CO2和H2O等。
电镀废水;活性炭吸附法;间硝基苯磺酸钠;微波紫外耦合辐射
哈尔滨工业大学
硕士
环境科学与工程
郑彤
2014
中文
X703.1;X781.1
73
2015-08-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）