微波法玉米秸稈活性炭制備與應(yīng)用研究

【摘要】： 我國是農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)資源廢料和副產(chǎn)品產(chǎn)生量巨大。農(nóng)業(yè)廢料在生產(chǎn)過程中由于可利用品位不高,成分復(fù)雜,二次開發(fā)成本高、難度大,同時(shí)缺乏政策的引導(dǎo)和資金的投入,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)廢料污染呈現(xiàn)出數(shù)量大、品質(zhì)差、危害多的特點(diǎn),目前這些廢料大多被隨意丟棄在農(nóng)田,或是被直接燃燒掉了,不僅造成資源的大量浪費(fèi),還會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染,特別是大氣污染。因此農(nóng)業(yè)廢料已成為社會(huì)一大公害,開展農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化綜合利用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本研究是以農(nóng)業(yè)廢料中的玉米秸稈為原料,利用微波加熱化學(xué)活化的方法將其轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)活性炭的方法。研究了主要操作條件(活化劑與原料的浸泡比例、活化劑濃度、活化劑浸漬時(shí)間、微波功率、輻照時(shí)間)對(duì)活性炭吸附能力的影響,以正交實(shí)驗(yàn)方法得出活性炭生產(chǎn)的最佳工藝條件,并將實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品用于對(duì)二級(jí)生化處理出水的吸附。 通過制備與吸附實(shí)驗(yàn),以氯化鋅為活化劑,微波法玉米秸稈活性炭的制備條件中各因素對(duì)產(chǎn)品碘值的影響順序從大到小為:固液比,活化劑濃度,浸漬時(shí)間,微波功率,輻照時(shí)間;對(duì)產(chǎn)品亞甲基藍(lán)吸附值的影響順序從大到小為:固液比,微波功率,活化劑濃度,微波輻照時(shí)間,浸漬時(shí)間;對(duì)玉米秸稈活性炭產(chǎn)率的影響從大到小依此是:微波功率,固液比,微波輻照時(shí)間,活化劑濃度,浸漬時(shí)間。最佳制備條件為微波功率595W,活化劑氯化鋅浸漬濃度為40%,微波輻照時(shí)間為9min,浸漬時(shí)間為24h,固液比為1:3.0。以磷酸為活化劑時(shí),各因素對(duì)玉米秸稈活性炭碘值的影響從大到小依此是:微波功率,活化劑濃度,輻照時(shí)間,浸漬時(shí)間;對(duì)玉米秸稈活性炭亞甲基藍(lán)吸附值的影響從大到小依此是:微波功率,活化劑濃度,微波輻照時(shí)間,浸漬時(shí)間;對(duì)玉米各因素對(duì)玉米秸稈活性炭產(chǎn)率的影響從大到小依此是:微波功率,活化劑濃度,浸漬時(shí)間,微波輻照時(shí)間。最佳制備條件為微波功率595W,活化劑磷酸濃度為50%,微波輻照時(shí)間為8min,浸漬時(shí)間為36h。 通過對(duì)微波氯化鋅法制備的活性炭對(duì)二級(jí)出水中的COD與P作靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)的研究,考察了活性炭投加量,吸附平衡時(shí)間,廢水的pH值三種因素對(duì)吸附效果的影響,并以弗蘭德利希模型作吸附等溫線。結(jié)果表明對(duì)COD的吸附,最佳吸附條件是:活性炭投加量不少于14g/L,吸附平衡時(shí)間40min,pH控制為5至7之間,吸附容量為4.127mg/g。對(duì)污水廠二級(jí)出水中的P進(jìn)行吸附,最佳的吸附條件是:活性炭投加量不小于3g/L,吸附平衡時(shí)間為90min,溶液pH值控制在3～7之間,吸附后P濃度為0.2728mg/g。 以農(nóng)業(yè)廢棄物為原料,采用微波加熱化學(xué)活化法制備活性炭不僅可以解決農(nóng)業(yè)廢棄物的回收再利用問題,拓寬活性炭生產(chǎn)的原料來源,還為污水廠的污水深度處理提供了新的嘗試與材料,具有較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。 【關(guān)鍵詞】：玉米秸稈 微波 活性炭 深度處理
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TQ424.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 課題的研究背景目的及意義9-13
• 1.1.1 農(nóng)業(yè)廢料概述9-10
• 1.1.2 農(nóng)業(yè)廢料的資源化利用10-11
• 1.1.3 微波制備農(nóng)業(yè)廢料活性炭的國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)11-12
• 1.1.4 課題研究的目的意義12-13
• 1.2 課題研究的內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)13-14
• 1.2.1 課題研究的內(nèi)容13
• 1.2.2 課題的創(chuàng)新點(diǎn)13-14
• 第二章 文獻(xiàn)綜述14-32
• 2.1 玉米秸稈的綜合利用14-23
• 2.1.1 秸稈的產(chǎn)生與分布14
• 2.1.2 秸稈的組成和特點(diǎn)14-15
• 2.1.3 玉米秸稈的處理方式15-23
• 2.2 活性炭及其活性炭的傳統(tǒng)制備方法23-27
• 2.2.1 活性炭的基礎(chǔ)知識(shí)23-24
• 2.2.2 活性炭的制備方法24-27
• 2.3 微波技術(shù)27-32
• 2.3.1 微波加熱的原理27-28
• 2.3.2 微波加熱的特點(diǎn)28-29
• 2.3.3 微波制備玉米秸稈活性炭可行性及工藝篩選29-32
• 第三章 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備部分32-38
• 3.1 玉米秸稈活性炭的制備及檢測實(shí)驗(yàn)32-35
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)原材料32
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑及實(shí)驗(yàn)儀器32-33
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)方法及裝置33
• 3.1.4 分析測試方法33-35
• 3.2 玉米秸稈活性炭的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)35-38
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及實(shí)驗(yàn)儀器35
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法35-38
• 第四章 玉米秸稈活性炭制備工藝條件的研究38-55
• 4.1 氯化鋅作活化劑玉米秸稈活性炭制備工藝條件的研究38-45
• 4.1.1 單因素制備條件對(duì)玉米秸稈活性炭吸附性能的影響38-43
• 4.1.2 正交試驗(yàn)優(yōu)化制備條件43-45
• 4.2 磷酸作活化劑玉米秸稈活性炭制備工藝條件的研究45-52
• 4.2.1 單因素制備條件對(duì)玉米秸稈活性炭吸附性能的影響46-49
• 4.2.2 正交試驗(yàn)優(yōu)化制備條件49-52
• 4.3 玉米秸稈活性炭的理化特性分析52-53
• 4.3.1 玉米秸稈活性炭與商業(yè)活性炭內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)比分析52-53
• 4.3.2 農(nóng)業(yè)廢棄物活性炭理化性能指標(biāo)分析53
• 4.4 本章小節(jié)53-55
• 第五章 玉米秸稈活性炭的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)研究55-67
• 5.1 COD的吸附實(shí)驗(yàn)55-61
• 5.1.1 操作條件對(duì)COD的吸附效果的影響55-58
• 5.1.2 等溫吸附實(shí)驗(yàn)58-61
• 5.2 總磷的吸附實(shí)驗(yàn)61-65
• 5.2.1 操作條件對(duì)磷吸附效果的影響61-64
• 5.2.2 等溫吸附實(shí)驗(yàn)64-65
• 5.3 本章小節(jié)65-67
• 第六章 結(jié)論與建議67-69
• 6.1 結(jié)論67-68
• 6.2 建議68-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文73

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