学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

渗透压力法研究滤料的润湿性及其对含油废水过滤效果的影响

作　者: 何应东
导　师: 常青
学　校: 兰州交通大学
专　业: 环境工程
关键词: 水处理滤料 Washburn方程动态渗透压力法亲油亲水比润湿性
分类号: X703.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 105次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

含油废水是一种常见的量大面广的工业废水,如石油的开采及加工运输、机电及机械加工、石油化工等行业每天排出大量的含油废水,严重危害着水环境的安全。过滤是一种常用的含油废水深度处理方法,对低浓度废水中直径小于10μm油珠的去除效果较好,常作为单元操作与其他方法联合使用。在过滤单元操作中,滤料的品种及表面性质对处理效果有重要影响,其中滤料的润湿性是最重要的影响因素之一。研究水处理滤料的润湿性,通过对滤料表面化学结构的分析从深层次揭示决定水处理滤料表面润湿性的化学因素,并将水处理滤料的润湿性与含油废水的过滤效果相联系,找出二者之间的内在关系,可以为含油废水过滤处理工艺中滤料的筛选或开发适用于含油废水处理的新型滤料以及现有滤料改性等提供科学的依据和评价方法。本论文以Washburn方程为原理,用动态渗透压力法研究了无烟煤、活化沸石、铝矾土陶瓷、磁铁矿及沸石5种滤料的亲油亲水润湿性。用XPS和FTIR表征了滤料的表面化学组成,从滤料的表面化学成分揭示了各种滤料之间润湿性差异的根源。选用常用的无烟煤、磁铁矿及沸石滤料做了动态过滤除油试验,得到了其过滤除油效果与润湿性之间的关系。主要的研究结果归纳如下:1.当滤料粒径范围分别在20-30目和30-40目之间时,将动态渗透压力法运用于水处理滤料润湿性研究的实验方法是可行的,实验结果较为准确可靠。2.粒径范围在20-30目时,用动态渗透压力法测得的无烟煤、活化沸石、铝矾土陶瓷、磁铁矿及沸石滤料的LHR值依次为2.21、1.77、1.75、1.32和1.26;粒径范围在30-40目时,用动态渗透压力法测得的活化沸石、铝矾土陶瓷及磁铁矿滤料的LHR值依次为2.28、2.27和0.86。3.XPS及FTIR测试结果表明,5种滤料表面均存在吸附水,无烟煤表面主要由有机化合物组成,活化沸石表面主要由SiO₂、硅酸盐类化合物、Al₂O₃及Fe₂O₃组成,铝矾上陶瓷表面主要由SiO₂和Al₂O₃组成,磁铁矿表面主要由SiO₂、硅酸盐类化合物和Fe₃O₄组成,沸石表面主要由SiO₂、硅酸盐类化合物及少量的Fe₂O₃组成。4.5种滤料表而极性强弱表现为:沸石>磁铁矿>活化沸石、铝矾土陶瓷>无烟煤,因此LHR值依次变大。表面分析结果与实验结果一致。5.对于实验室所配得的含油浓度为15mg/L的模拟含油废水而言,无烟煤的过滤除油效果最好,磁铁矿次之,沸石最差。其前5小时采样点的平均去除:率分别为86.93%,75.92%和68.57%,前5小时采样点的平均出水含油浓度分别为1.90mg/L,3.62mg/L和4.65mg/L。6.无烟煤、磁铁矿和沸石3种滤料对于油的去除率随着亲油亲水比LHR值的增大而增大。由此可见,用滤料的LHR值来表征其润湿性是合理的,LHR值越大,说明该种滤料的亲油性越强,从而该种滤料的除油效果也越好。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-13
  1.1 本课题研究的目的、意义  10
  1.2 本课题的国内外动态、水平及目前存在的问题  10-11
  1.3 论文的主要研究内容  11
  1.4 课题背景及主要的创新点  11-13
2 水处理滤料润湿性研究  13-36
  2.1 润湿的基本理论  13-16
    2.1.1 润湿现象  13
    2.1.2 润湿过程  13-16
  2.2 接触角  16-17
    2.2.1 接触角定义  16
    2.2.2 接触角的意义  16-17
  2.3 接触角的测量方法  17-24
    2.3.1 宏观平面上接触角的测量  17-19
    2.3.2 粉体接触角的测量  19-24
  2.4 影响测准接触角的主要因素  24-25
  2.5 动态渗透压力法的试验原理  25-27
  2.6 实验部分  27-31
    2.6.1 试验材料和试剂  27-28
    2.6.2 试验仪器装置与设计  28-31
    2.6.3 试验方法  31
  2.7 实验结果  31-35
    2.7.1 方法可行性  31-33
    2.7.2 润湿过程  33-35
  2.8 小结  35-36
3 滤料表面分析  36-49
  3.1 固体的表面与表面分析  36-39
    3.1.1 固体的表面  36
    3.1.2 表面分析方法简介  36-39
  3.2 实验部分  39-47
    3.2.1 XPS表征  39-43
    3.2.2 FTIR表征  43-47
  3.3 结果分析  47-49
    3.3.1 表面基团  47
    3.3.2 表面极性强弱分析  47-49
4 含油废水过滤试验  49-59
  4.1 含油废水的基本概况  49-54
    4.1.1 含油废水的性质  49-50
    4.1.2 含油废水的来源  50-51
    4.1.3 含油废水的危害  51-52
    4.1.4 含油废水处理技术  52-53
    4.1.5 展望  53-54
  4.2 过滤的概述与机理  54-55
    4.2.1 概述  54
    4.2.2 过滤机理  54-55
  4.3 实验部分  55-58
    4.3.1 主要实验试剂和仪器  55-56
    4.3.2 实验方法  56-57
    4.3.3 实验结果  57-58
  4.4 讨论  58-59
结论  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-63
附录 A 紫外分光光度法  63-66
攻读学位期间的研究成果  66

渗透压力法研究滤料的润湿性及其对含油废水过滤效果的影响

内容摘要

全文目录

相似论文