吸附法处理焦化废水中有机毒物的研究_二_刘国光

吉林化工学院学报期版4’出第月勺自J.人年卷48T第91吸附法处理焦化废水中有机毒物的研究(二)刘国光(’!占尔滨工业大学)欧阳福承C井林)匕工学院)佘健(l有京工学院)摘要文(一)〔1〕中已阐述用活性炭}叻对法处理然化废水中有机毒物的结果及热力学分析.为了使活性炭得到有效利用,作者研究了一卞},新的活性炭再生方法一湿式催化氧化,选出了较有效的催化剂,确定了最佳再生条件。活性炭经丘次再生,其平均再生率为“.4务。一、绪,全二口活性炭置入一定浓度的溶液中时,溶质分子在活性炭上产生吸附现象,同时,已经吸附在活性炭表面上的溶质分子从活性炭上脱附下来,如下式所示。仪附A+C户C一A(1)(吸附质)(吸附剂)脱附(吸附质被吸附于吸附剂表面)当吸附与脱附呈、{乙衡时,活性炭不再具有吸附能力,称为饱和炭。本文须解决两个问题:一址;占性炭再生,使饱和炭恢复吸附能力:二是脱附下来的吸附质,即PAH等有毒物质,使之受到玻环,不少加不境造成危害:活性炭再生方法主要有〔“一〕:(1)热蒸气再生对饱和炭加热和热蒸汽氧化。(2)生物再生通过仄气或好气性微生物对吸附在炭表面的物质进行降解。(3)溶剂萃取再生用丙酮、三氯甲烷、苯等作萃取剂,使吸附质发生相转移。(4)化学再生采用适当的氧化剂,使吸附在活性炭表面的物质被氧化,常用的氧化剂有KMn04、NaCIO、O:、H:O:等。或采用酸、碱洗涤再生,它对于吸附量随溶液的PH值变化而变化很大的吸附质是很有效的。常用酸碱洗涤剂有NaOH、盐酸、狡酸等。对于本文所须处理的PAH,多系高沸点有机物,单独使用上述方法中之一,很难达到目的。经过探索试验和分析比改,采少i]汉式催化氧化`根据催化氧化的原理和过渡元素的性质特点,选取其中若干儿素化台钧作为城化反应的催化剂。经过筛选,在l理种催化剂中,取zb一招作为湿式氧化的催化剂。本文于1087年7月肠日收到2林化工学院学报竿4卷通过再生实验确定了再生的最佳条件。二、实验1.买验用仪器、设备FN10t一2型鼓风干燥箱,长沙仪表厂;ZD一2型调速多用振荡器,江苏金坛县环保仪器}一:FYX一1型高压釜,一及也第四仪表厂;主要化学试剂K。Cr:0,(AR),一比京红星化工厂;H:50`(GR),上海振兴化工厂;AgZSO`(AR),北京化工厂;FeSO`·(NH`):50;·6H:O(A尺)人津市化学试剂三厂。3.实验内容及方法(l)催化剂选择实验作者用zb一1,zb一2,…,zb一14等14种催化剂,分别配制浓度为1肠的溶液,进行下述实验。在如图l所示容积为11的高压釜中放入10.。〔g〕已被饱和的DX一15活性炭,然后向其中加入6001含有催化剂的水溶液,在温度为170〔℃)压力为18,。0〔kpa〕下反应1.5〔hr〕。再生后的活性炭,由下面公式计算再生率。月=q/q。x100肠(2)式中月一活性炭再生效率:q一再生炭的饱和吸附量;q。一原炭在相应平衡浓度下的饱和}阅对量。根据活性炭再生率的大小,选出最有效的催化齐l。热电们tl悦掉器进气《暇气)排气吸收l丽两压釜图l活性炭再生一炎贝示息图(2)活性炭再生实验1)确定最佳再生条件据(l)的实验结果,选择zb一13作为湿式催化氧化的催化剂,对压力、温度、催化剂用量、催化剂配比和反应时间五个因素,侮个因素选择四个水平作正交实验。2)再生次数对活性炭性能的影响a.再’!几次数少歹再生率的关系准确称取10.。。O〔g〕DX一巧炭浸于废水中,使达到吸附饱和状态,然后在最佳条件下,使之经厉再生”吸附一再生一吸附的过程,记录陈次再生后的再生率。第4期刘国光等;叨附法处理焦化座水巾有机育物的裕}咒(二)匕.再生次数与炭损耗的关系步骤与a同,每次再生后,将活性炭烘干,矛住确称其贡量,计算炭损耗C_LWn一WW。x100肠(3)式中C—炭损耗;W、Wr—分别为活生炭再生前后的承录。3)活性炭再生前后理化性能的变化a.灰份含量分别称取再生前后的DX一15炭各5.000〔g〕,在80吐℃〕下灰化2.5〔hr〕,取出冷却,科量,计算灰份含量`_A,、.,、。八,Z、一一一二「~一入IUU甲口七`(4)式中A—灰份含量〔肠〕:A、Cw—分别为灰份与炭的重星。b.活性炭表面含氧基团分别称取DX一15炭1.0000〔g〕置于4个150〔ml〕碘量瓶中,然后分别向其中加入O.IN的NaHCO3、o.l000N的NaZCO3、o.IN的NaOH和o.IN的C:HSNa各50.00〔ml〕,在25(℃〕下,放置96〔hr〕。过滤,准确移取25.0〔m们滤滚于锥形瓶I一扫,用0.IN的盐酸滴定记录盐酸用量,计算各类官能团的含量。c.活性炭比表面积和比孔容积分别用N:吸附法和压汞法测定DX一15炭、DX一15一次再生炭的比表面积和比孔容积。d.活性炭的表面观察将DX一