【摘 要】
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为了探索使用旋转床处理对苯二酚废水的过程规律,在自制的旋转床中研究液体在亲疏水球形填料表面的流动特性,开展了旋转床活性炭吸附对苯二酚废水过程研究,并利用H2O2协同强化去除对苯二酚,主要的工作内容和结论如下:(1)分别以单层和多层亲水玻璃圆球(接触角约为50°)和PTFE疏水圆球(接触角约为114°)为装填填料,以着色水为液相,通过高速摄像机观察并研究了液体在球形填料表面的流动特性,结果表明,液体
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为了探索使用旋转床处理对苯二酚废水的过程规律,在自制的旋转床中研究液体在亲疏水球形填料表面的流动特性,开展了旋转床活性炭吸附对苯二酚废水过程研究,并利用H2O2协同强化去除对苯二酚,主要的工作内容和结论如下:(1)分别以单层和多层亲水玻璃圆球(接触角约为50°)和PTFE疏水圆球(接触角约为114°)为装填填料,以着色水为液相,通过高速摄像机观察并研究了液体在球形填料表面的流动特性,结果表明,液体在旋转床内的分布是不均匀的,床层内液体沿着不同轨迹呈散射状由床层内缘往外缘流动,液体流动具有明显的轨迹;外层玻璃球填料表面与内层填料表面的液体流动形态基本一致,在较低转速下(600 rpm),玻璃球表面液体主要以液膜流为主,而聚四氟乙烯球表面无液体,液体主要以壁面流的形式存在,提高转速后(1800 rpm),液体在玻璃球表面以液膜流和液线流的形式存在,而液体在PTFE球表面则以液线流为主。(2)统计空腔区液体轨迹获得液体轨迹数NK,由图像分析估算液滴和液线的离床径向速度u和径向偏移角θ,并由入口流量F进一步估算单条液体轨迹的平均流量QT,同时研究了各参数随流量及转速的变化规律;在相同条件下,液体在PTFE填料表面的平均流速v和离床径向速度u均大于玻璃球;对单条液体轨迹进行动量衡算,建立了相应的数学模型,离床径向速度u的计算值和实验值误差在20%以内,说明模型可以较好地描述液体在床层内的流动规律。(3)在装填有工业活性炭的旋转床内开展对苯二酚废水的吸附研究,研究了超重力因子β、液体流量F、初始PH、对苯二酚初始浓度C0、活性炭颗粒直径d等因素对吸附过程的影响,研究吸附平衡关系,并拟合了相应的动力学模型。结果表明,Freundlich模型能较好地描述超重力吸附对苯二酚的过程,其KF为9.4555,1/n为0.2654;吸附过程主要符合拟二级动力学模型。与STR内对苯二酚的吸附相比,RPB中对苯二酚的吸附效率提升了约50%。(4)在旋转床内利用H2O2协同强化去除对苯二酚,分析H2O2强化活性炭吸附对苯二酚的路径,考察H2O2/活性炭体系吸附对苯二酚的影响因素,并对比使用H2O2前后对苯二酚的吸附效果。结果表明,随着H2O2添加量的增加,吸附速率先增加而后趋缓,最佳的工艺条件为:H2O2添加量为122.56 mmol/L,β为54.37,初始PH为3;使用H2O2协同强化使对苯二酚吸附速率提升了近22倍,对苯二酚去除率达到90%以上所需的吸附时间由80 min缩短至8 min,协同强化效果明显。研究结果为旋转床吸附对苯二酚废水的工业应用提供理论基础。
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