一、滴流床反应器处理有机废水的研究进展(论文文献综述)
李巧燕[1](2019)在《厌氧发酵制氢系统及微生物群落结构研究》文中指出在当今世界,能源的发展,能源和环境,是全世界、全人类共同关心的问题,也是我国社会经济发展的重要问题。生物能源作为可再生,污染极小的能源,具有无可比拟的优越性,其中氢气作为一种高能燃料且环境友好的新能源具有重要的应用。有机废水发酵法生物制氢技术具有能源和环保的双重功效,已经成为环境生物技术领域的研究热点之一。利用活性污泥作为菌种进行发酵产氢时,反应系统中的微生物群落结构对产氢效能具有决定性的影响。因此,利用现代分子生物学手段阐明微生物群落结构与产氢效能的关系,确定重要的功能菌群,以期实现高效产氢群落的定向构建和优化,对实现发酵法生物制氢技术的工业化具有重要的理论意义和应用价值。针对乙醇型发酵菌群的研究还处于起步阶段,本实验采用完全混合槽式反应器(CSTR)和内循环厌氧反应器(IC)作为产酸反应器,考察在处理糖蜜废水和啤酒废水时,系统的产氢速率和有机废水的处理效果,在此基础上将废水资源化利用;研究系统基于氢气为目标产物转化率的产能率,并通过对各相液相末端产物组分的研究,从宏观角度判断系统各相底物的转化规律及群落的演替规律。研究产氢发酵系统的生理代谢特征,在于更深入的了解和总结系统反应参数、群落和发酵类型之间的作用规律,有助于在各相内演替为目标顶级群落时,控制相应系统运行条件,以获得最大目标产物产率及系统产能率,从而为进一步发掘厌氧消化系统的产能潜力,提供相应依据。本研究首先对CSTR产氢系统的工程参数进行了优化,优化参数主要分为三方面:即水力停留时间(HRT)、有机负荷(OLR)和载体材料。在系统水力停留时间(HRT)的研究中,6h为CSTR产氢系统的最佳水力停留时间最大产氢速率为1.42 L/L/d,最大COD去除率为38.67%。在系统有机负荷(OLR)的优化研究中,系统在进水有机负荷为36 kg COD/m3/d时的产氢速率最高,为1.94L/L/d。选取沸石、聚氨酯和生物陶瓷三种不同的材料为CSTR产氢系统中的载体材料,研究不同固定载体对系统的产氢效果和处理效能的影响。试验发现,聚氨酯材料在相同的运行条件下,表现出比沸石和生物陶瓷更高的产氢速率和有机物处理效果。在参数优化的基础上,以糖蜜废水为底物启动CSTR产氢系统并对产氢前后微生物的群落结构进行分析和研究。系统经过18天的启动和运行,形成了乙醇型发酵过程,此时系统最大产气速率可达6.15 L/L/d(第34天),发酵气体中氢气的含量最高可达41.51%(第29天),系统最大产氢速率(HPR)可达到2.47 L/L/d(第34天)。共取3个厌氧污泥样品进行高通量测序,观察到的总OTU数为788个,稳定产氢阶段的微生物多样性>原始厌氧污泥>驯化活性污泥。乙醇型产氢污泥中24个门类,其中Proteobacteria、Firmicutes、放线菌门(Actinobacleria)、Chloroflexi、拟杆菌门(Bacteroidetes)为优势菌属,其相对含量分别是48.62%、22.43%、18.43%、2.24%、2.01%;共317个属,其中的优势菌属为 Hyphomicrobium、Rhodobacteraceae unclassified、Romboutsia、Proteiniclasticum,相对含量分别为 8.11%、6.07%、5.35%、3.83%。以啤酒废水为发酵底物启动CSTR产氢系统,系统在启动第17天形成乙醇型发酵,并在之后的运行过程中保持乙醇型发酵;在启运行过程中系统产气速率稳定在5.75-6.45 L/L/d,产氢速率为2.50-2.72 L/L/d,氢气含量在39.38%-43.42%。乙醇型产氢污泥中微生物共14个门类,其中Saccharibacteria、ProteobacterIa、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)为优势菌属,其相对含量分别为49.20%、31.52%、9.36%、3.21%、3.13%和 2.56%。在IC产氢系统水力停留时间的优化试验中,系统在水力停留时间为4h,系统的产气量和运行效果达到最佳。系统稳定运行时的产氢速率分别为1.75 L/L/d,氢气含量稳定维持在37.47%-41.77%之间。在IC系统稳定运行期间,COD去除率稳定在34.15%-36.91%,并维持稳定的乙醇型发酵类型。通过不同有机负荷(24、36、48 kg COD/m3/d)下的产氢和系统运行情况的对比,氢气的生产速率在有机负荷为36 kg COD/m3/d时达到最高,为2.43 L/L/d。当系统负荷继续增长时,系统的产氢速率呈现下降的趋势,因此初步确定系统的最佳有机负荷为36 kg COD/m3/d。以糖蜜废水为发酵底物启动和运行IC产氢系统,最高产气速率为16.20 L/d、氢气含量最高为65.42%、最高氢气产生速率为10.39 L/d,最大COD去除率为36.39%;通过高通量测序研究了接种阶段(L1)和乙醇型发酵阶段(L5)的微生物群落,从微生物丰富来说,接种活性污泥样品L1中的条带读取数、ACE指数和Chao指数均大于产氢后活性污泥样品L5,说明在污泥接种时的微生物丰富度和多样性较高。乙醇型产氢污泥中,微生物的门类上升为20种,厚壁菌门(Firmicuts)的含量上升至55%,放线菌门(Actinobacteria)的含量下降至26%,变形杆菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroide-tes)的含量变化不大;共分230属,共有14属含量在0.5%以上,其中乳酸杆菌(Lactoba-cillus)和丙酸杆菌属(Propionibacterium)的含量高达50.62%。以啤酒废水为发酵底物启动和运行IC产氢系统,系统的最大产氢速率为1.31 L/L/d,IC的第一室净COD去除率最高,IC系统的最大产气速率为15.17 L/d,最大产氢速率是7.83 L/d,COD去除率稳定在35.44(±4.04)%。通过高通量测序结果的丰富度分析,IC反应器的第一反应室微生物多样性远高于污泥混合区和第二反应室;三种样本中厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobactria)微生物丰度最大;梭菌纲(Clostridia)和伽马变形菌纲(Gammaproteo-bacteria)微生物相对含量最高;未分类的狭义梭菌属细菌(Clostriiumsensustricto1unclasified和拉乌尔菌(Raoultellaunclassified)是三个样本中共同的优势菌种,相对含量分别为83.67%、37.32%和65.00%。乙醇型发酵产氢污泥中的优势菌属为Xylella,在微生物中的相对含量分别的为20.03%和35.43%。
符继乐[2](2018)在《催化湿式氧化处理含氮废水催化剂的研究》文中认为水污染已经成为一个严重的环境问题,政府出台了严峻的法律法规以严控水污染。发展绿色高效的废水处理技术迫在眉睫。在众多的处理方法中,催化湿式氧化(CWAO)技术因工艺简单、效率高而具有广阔应用前景。催化剂是催化湿式氧化技术的核心,但现有催化剂难以满足工业应用要求。据此,本论文以含氮废水为处理目标,重点研发高效稳定的新型催化湿式氧化催化剂,并深入研究催化剂结构和性能的关系。首先,基于贵金属和非贵金属亲氧性能的差异,利用Ru和Cu的协同作用,研制出低温高效稳定的Ru-Cu/C双金属催化剂。性能测试结果表明,Cu/C催化剂的反应活性较低,其优点是优良的N2选择性。Ru/C催化剂有较高的NH3转化率,但N2选择性较差。Ru和Cu的协同作用能有效提高催化剂的氨氮脱除性能。在更低贵金属用量和更温和的反应条件下,得到了比单金属催化剂更优的催化活性。Ru-Cu/C还具有良好的稳定性,连续重复反应用5次,其催化性能仍稳定保持不变,而Ru/C和Cu/C催化剂则随着反应的进行而逐渐失活。ICP、XPS、TEM和H2-TPR表征结果表明,Ru和Cu的协同作用主要体现在:(1)Ru和Cu的相互作用和电子转移能有效促进Cu的分散,并使得Ru-Cu/C具有适中的亲氧性能,有效提高了催化剂的催化性能。(2)Ru和Cu的强相互作用导致Ru-Cu/C催化剂具有良好的抗流失性能,进而使得催化剂具有良好的稳定性。对于CWAO处理含氮有机废水而言,亟待解决的难点之一是催化剂活性金属的流失(污染物中N的孤对电子导致)。本论文利用不同载体(C、Ti02、CeO2、Al2O3)探究了金属-载体相互作用对金属Pd在CWAO处理DMF和甲胺中反应活性和金属流失量的影响。结果表明,C(BP2000)能够提高催化剂的抗流失能力,但是催化活性活性非常低。CeO2负载的催化剂对DMF氧化活性最高,而TiO2和Al2O3对甲胺的活性高。但是,氧化载体负载的催化剂都面临着严重的金属流失。XPS表征结果表明,炭载体能够向Pd传递电子,而氧化物则是接受来自Pd传递的电子。高的电子密度提高了催化剂排斥孤对电子的能力,而低的电子密度则使得Pd更容易与孤对电子发生反应。CO-TPR的结果表明,CeO2拥有很高的储存氧和活化氧的能力,并能够有效向Pd传递氧,进而提高了其在CWAO处理DMF中的活性。金属与载体的相互作用决定催化剂的催化活性和抗流失能力。基于金属-载体相互作用对CWAO处理含氮有机废水催化行为的影响,论文设计和并合成了具有Pd-on-CeO2-on-C三层结构的Pd/CeO2/C催化剂,以同时利用CeO2的氧传递和C的电子传递。作为比较,利用等体积浸渍法制备了 Pd和CeO2相分离的Pd-CeO2/C催化剂,Pd的纳米粒子选择性地负载在C载体表面。结果表明,对于三层结构催化剂而言,CeO2能有效调节Pd与CeO2以及Pd与C之间的金属-载体强相互作用,进而影响催化性能。在CeO2负载量为20%时,三层结构能确保CeO2有效把氧传递给Pd的同时,炭载体也能有效把电子传递给Pd,因而使得Pd/CeO2/C在具有良好催化活性的同时,也具有良好的稳定性和抗流失能力。在连续的多次反应内,TOC转化率稳定保持不变,且没有观测到Pd的流失。而对于Pd-CeO2/C而言,Pd主要负载在炭载体的表面,CeO2的添加并不能改善催化剂的催化性能。
杨山秀[3](2018)在《微波强化异相催化降解水中孔雀石绿的反应器设计与实验研究》文中指出近年来,微波能用于水污染治理而形成的相关技术普遍具有高效、快速、无二次污染的优点,从而得到了广泛和深入的研究,但受限于微波系统设计的独特性与复杂性,对微波与催化反应器的配合和优化,以及微波适用性催化剂选取等方面还存在较大研究空间。本论文采用孔雀石绿作为模型有机物,使用微波异相催化降解方法,研究并设计了两类微波反应器,制备了多种微波适用性催化剂,研究了不同水环境状况下孔雀石绿降解率的变化,旨在寻找合理且高效的微波与催化反应器配合方式,为工程技术应用提供可行方案。主要研究内容如下:首先,设计了一种微波异相固定滴流床反应器,并合成了碳化硅泡沫陶瓷负载铁酸钴的催化剂作为该反应器的固定床填料层。在该平台上,研究了不同反应条件下孔雀石绿的降解速率和效率的变化规律,并分析了其主要降解反应产物。研究发现在微波功率P=900W,初始流速为10ml/min,pH=8.5时孔雀石绿的降解率最高,降解率为95.01%;并且孔雀石绿在经过微波催化氧化过程后大部分被完全矿化为水和二氧化碳,无二次污染。其次,为了提高反应过程中的能量利用效率,使用新型的吸波材料碳纳米管负载铁酸钴为催化剂,对水中的孔雀石绿采取先吸附后微波处理的实验方法,从而将微波固定滴流床反应器中的一段三相反应过程,解耦为两段两相反应过程的吸附段和降解段。研究了碳纳米管负载铁酸钴为催化剂对水中孔雀石绿的吸附特性,并且研究了不同功率以及不同反应时间下对孔雀石绿降解率的影响,以及该催化剂的热稳定性以及吸附降解机理。实验表明采用该反应器并配合催化剂,能够实现孔雀石绿96.68%的降解效率,并且催化剂在循环使用5次之后,对水中孔雀石绿的去除率依然达到了 89.68%。最后,基于以上两段两相反应过程,开发并制造了一种小型微波旋转式反应器,催化剂选用了比较廉价但微波性能良好的活性炭,分析了微波旋转式反应釜的设计以及工作原理,研究了其对水中孔雀石绿的降解效果。研究发现采用该小型装置对水中的孔雀石绿的吸附效率达到了 98.24%,降解率为81.57%,在旋转6次之后的活性炭吸附率下降为74.92%,降解率下降为77.36%。总之,本文研究了不同微波适用性催化剂与不同微波反应器的结合下对水中孔雀石绿降解效果的影响,为微波能的开发和利用提供了新的思路,对微波技术处理有机废水的工业化应用具有一定指导意义,希望相关研究成果能够应用于工业生产过程中。
郭二亮[4](2017)在《MnO2/γ-Al2O3催化剂的制备及催化臭氧氧化苯酚废水》文中进行了进一步梳理臭氧氧化作为高级氧化技术的一种被广泛应用于生活污水和工业废水的深度处理中,在其反应后臭氧将分解为氧气,不会带来二次污染。但是单独臭氧氧化也存在臭氧利用效率低等问题,非均相负载型催化剂的引入不仅可以提高臭氧在水中的利用率,同时不会带来金属离子随着尾水排放造成流失及二次污染,从而实现对水中有机物的深度降解。本文通过对催化剂活性组分及载体的筛选,最终确定以γ-Al2O3为载体,Mn(N03)2·4H20为前驱体,采用等体积浸渍法制备了 Mn02/γ-Al203非均相负载型催化剂,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2物理吸附脱附(BET)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等手段对其进行表征,并以苯酚的去除率和COD(化学需氧量)的降解率为指标,通过考察不同因素的影响,得出Mn02/γ-Al203催化剂的最佳制备条件和催化臭氧氧化降解苯酚废水的最佳工艺条件,并对Mn02/γ-Al203催化剂的重复使用性及稳定性进行了探究。结果表明:MnO2/γ-Al203催化剂中活性组分Mn的负载量为10%,焙烧温度为500℃,焙烧时间为5 h时制备的催化剂的活性最佳。对于初始浓度为100 mg/L的苯酚模拟废水,当初始pH=6.5(不调),反应温度为25℃,臭氧浓度为0.96 mg/min,搅拌速率为600 rmp/min,催化剂用量为2 g/L时,反应60 min时苯酚的去除率为76.3%,COD的降解率为56.6%,但重复使用5次后其催化活性有所下降。同时,通过高效液相(HPLC)定性分析确定苯酚氧化的主要中间产物分别有邻苯二酚、对苯二酚、间苯二酚和对苯醌等。中间产物很容易被氧化成苯醌类物质,苯醌类物质不稳定会被进一步被氧化降解为酒石酸、乙二酸、乙酸、甲酸等小分子酸,最终被降解为CO2和H2O,催化剂表面小分子酸的吸附也是催化剂重复使用过程中局部失活的一个重要原因。在MnO2/γ-Al2O3催化剂的基础上,采用分步浸渍的方法通过掺杂少量的碱金属对MnO2/γ-Al2O3催化剂的表面进行碱改性,以提高催化剂的活性、稳定性和使用寿命,拓宽pH的适用范围,并对改性后的催化剂进行相关的表征和活性评价。结果表明:在相同反应条件下,2%的Na元素改性的催化剂的催化活性最好,且对于不同初始pH(3、5、7、9、11)的苯酚废水均可达到较好的处理效果,在反应60 min后,苯酚的去除率均在96%左右,COD的降解率可达73%,重复使用5次后其催化活性基本无明显变化。叔丁醇与对苯醌的加入对苯酚降解效果的影响接地证明了MnO2/γ-Al2O3催化臭氧化降解苯酚同时遵循·OH与·O2-的氧化机理。
龙辉[5](2015)在《均相催化湿式空气氧化连续处理高含盐高浓度有机废水》文中认为环境问题越来越被重视,高含盐高浓度有机废水的处理是工业上攻关难点之一。首先,本文采用催化湿式空气氧化方法降解相应的模拟废水:(1).考察固定床反应器运行的稳定性和处理效率时,在温度280℃、系统压力为10MPa、液体流量1 Oml/min,气体流量140L/h时处理单组份(正丁醇)废水和多组分(正丁醇-邻氯苯酚)废水,COD转化率分别为90%和95%。(2).筛选降解多组分模拟废水的均相催化剂,通过成本和催化活性的综合考虑,固定床反应器采用的均相催化剂为Cu2+-Fe2+,阳离子质量比为1:1。(3).其最佳工艺条件如下:催化剂阳离子总浓度为50mg/L、温度为200℃、压力为3MPa、液体流量为1 Oml/min,气体流量为130L/h。在最佳反应条件下,废水COD值转化率为89.12%,邻氯苯酚转化率接近100%。(4).首次考察不同含盐量对催化湿式空气氧化效率的影响,盐浓度范围为1~5%,COD转化率变化在5%以内,结果表明此方法是可以用来处理高含盐有机废水的。其次,本文研究了模拟废水在固定床反应器内降解的动力学过程,在空气过量的情况下,建立了反应的一级动力学模型,获得了不同温度下有机废水COD值的变化方程,推导出相应的表观反应速率常数k*,表观活化能为19.52lKJ/mol表观指前因子1nA为1.664。最后,根据之前处理高含盐有机废水的效果,本文对真实高含盐脂肪族酰肌氨酸钠废水进行了处理。根据废水的相关性质,先采用自制絮凝剂静置沉降废水中的固定悬浮物,再将废水进入催化湿式空气氧化装置进行优化处理。废水COD值得到进一步降解,设备出口的废水COD值为1160mg/L,在均相催化剂回收后,与其他非含盐可生化废水调配后进入耗氧型生化池处理。
毕强[6](2014)在《电化学处理有机废水电极材料的制备与性能研究》文中研究指明电化学氧化技术以无二次污染、环境友好等优点在处理生物难降解有机废水领域受到广泛关注。电极材料是电化学氧化过程的核心,电极效率是制约电化学氧化处理废水技术实现工业应用的关键。本研究针对目前电极材料催化效率较低的问题,研究了不同电极材料的制备方法及改性技术对电极性能的影响规律和机理,主要包括钛基锡系形稳阳极、石墨基气体扩散阴极和壳聚糖基有机高聚物粒子电极;并通过酚类物质的降解历程分析了不同电化学过程对有机物的降解机制;为高性能电化学处理废水电极的制备及应用提供了可靠的理论基础。通过铈组稀土元素掺杂对钛基锡系电极(Ti/Sb-SnO2)进行了改性,比较分析了掺杂改性前后电极电解处理模拟对硝基苯酚(p-NP)废水的效果,实验结果表明以掺杂稀土La改性后的钛基锡系电极效果最好。相同电解条件下,掺杂稀土比例摩尔比为Sn︰Sb︰La=100︰10︰2的改性电极处理模拟对硝基苯酚废水的降解率为92.8%,远高于未改性电极的降解率(72%)。对掺杂改性后电极涂层的形貌进行了扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线能谱(EDS)、X射线电子能谱(XPS)分析,并利用电化学线性伏安扫描(LSV)测定了电极的电化学性能,深入探讨了稀土掺杂改性电极的机理。检测结果表明:稀土元素掺杂使电极涂层更加均匀致密且晶粒细化,电极比表面积增大,反应活性点增加;掺杂引起元素在电极表面富集,以及电极析氧过电位升高是电极性能改善的主要原因。另外稀土元素掺杂引起涂层内部氧空位缺陷以及吸附氧的增多,也是电极催化性能提高的重要因素。通过在钛基锡系电极涂层中分别添加含Mn、Ni、Co及Cr元素的中间层,开展了延长电极使用寿命的研究,强化电极寿命测试表明:添加Mn中间层的电极使用寿命是未添加中间层电极的4倍。经SEM分析,掺杂Mn中间层的电极涂层裂缝明显减少,表面突起较多,说明Mn中间层的加入使涂层中的元素相互固溶,增加了与基体的结合力,较好的阻止了电解过程中电解液及氧对钛基体的腐蚀和氧化,较大的比表面积保证了电极的电催化性能不受影响。利用石墨和聚四氟乙烯(PTFE)制备了高性能气体扩散阴极,并考察了电极材料配比、制备条件等对电极性能的影响。实验表明:在石墨与PTFE的质量比为2︰1,电极膏体碾压压力为10MPa,焙烧温度330℃的较佳条件下,造孔剂是影响石墨气体扩散电极性能的主要因素。以NH4HCO3为造孔剂时效果最好,体系中H2O2的产量比没有造孔剂时提高了232%。SEM和孔隙率测定显示NH4HCO3造孔剂使电极气、液相孔道增多是提高电极催化性能的根本。另外,通过在阴极掺杂稀土元素证明,适量稀土元素Tm和Ce的掺杂对气体扩散阴极的催化还原性能也具有一定促进作用。利用交联壳聚糖及其接枝四氨基钴酞菁产物,制备了壳聚糖基有机高聚物粒子电极,并将粒子电极与钛基锡系电极构成三维电极体系氧化降解酚类物质。三维电极增大了电解槽的面体比,电解效率好于平板(二维)电极,达到与平板电极相同降解效率时所用电解时间仅为平板电极的一半。其中接枝四氨基钴酞菁的交联壳聚糖做粒子电极时效果最好,酚类物质最终降解率比活性炭粒子电极高出7%左右。通过对不同酚类物质在阳极氧化及电芬顿氧化作用下降解过程的紫外光谱测定,推断了酚类物质的降解历程,并探讨了不同电化学氧化过程对酚类物质的氧化机制。实验表明:在阳极氧化作用下降解的p-NP废水体系中,明显有中间产物累积,说明阳极氧化过程中除了产生羟基自由基的间接氧化作用外,对有机污染物逐步氧化的直接氧化作用也占重要比重;在电芬顿氧化作用下降解的苯酚废水体系中,并没有明显的中间产物积累,说明电芬顿体系的氧化作用完全由体系产生的羟基自由基完成,反应过程快速彻底。利用实验自制高性能气体扩散电极与不锈钢板构成的电芬顿体系处理兰炭生产废水,考察了电芬顿技术处理实际生产废水的效果,并对电解工艺进行了优化。在空气流速为2.5L/min,电流密度为5.2mA/cm2,极板间距为2cm,pH值为3的较佳件下,兰炭废水最终COD去除率为78.62%;通过该技术实现了对兰炭废水的预处理,为兰炭废水的处理提出了新的途径。
徐东彦,程飞,李美兰[7](2013)在《微波强化氧化处理难降解有机废水研究进展》文中进行了进一步梳理重点介绍了微波与吸附材料、氧化剂、催化剂、光催化等协同处理有机废水的研究进展,并介绍了微波强化氧化降解有机废水反应器的设计与开发情况,探讨了现有研究中存在的问题,展望了该技术在难降解有机废水处理中应用前景。
卢俊滨[8](2013)在《陶瓷球—活性炭负载铈锆组分在CWAO中的催化效应研究》文中进行了进一步梳理本文提出以陶瓷球-活性炭(KC)为载体,以氧化铈和氧化锆为活性组分,采用浸渍和煅烧工艺制备湿式氧化催化剂,使用湿式催化氧化的工艺方法处理酚醛树脂废水。以COD去除率为指标,考察了单活性组分CeO2、ZrO2的负载量、煅烧温度、煅烧时间、Ce02和ZrO2(CexZr1-xO2)双组分负载次序、负载摩尔比例等参数对催化剂活性的影响,并将CexZr1-xO2负载与单组分负载进行了对比。BET与XRD表征表明在CeO2:ZrO2摩尔比为8:2时有较大的比表面积和均匀的活性组分分布,证明了两种活性组分优于单-活性组分的机理。装载CexZr1-xO2/KC催化剂的反应器的废水处理试验表明,240℃为最佳反应温度,COD降解率为93.72%;进水pH值1.5-10.6范围内,均具有较好的催化降解效果,反应时间控制在60min较为适合。对催化剂进行的20次寿命测试结果表明COD降解率维持在90%以上,具有良好的工艺稳定性。用两阶段一级反应动力学模型对四种催化剂体系进行分析,从反应速率常量k和活化能E。的角度解释了催化剂CexZr1-xO2/KC后系统反应效率的影响。此外,本文还对连续式鼓泡塔反应器中试装备进行设计和安装调试,并采用反应器的一级反应动力学模型进行COD降解效果预测。
金大瑞[9](2010)在《载人航天器中冷凝水的深度处理技术研究》文中提出在载人航天领域,航天器生活舱中的冷凝水的深度处理与再利用是解决航天员饮用水供给的有效办法,也是实现长期载人飞行的重要途径。针对现有航天器冷凝水处理工艺存在的不足,以及在航天器微重力环境下常规处理工艺很难有效的应用在冷凝水处理中的缺点,对冷凝水的深度处理进行了探索性的研究。依据航天器内的环境特点及冷凝水的水质特性,提出一种采用湿式氧化-离子交换-消毒组合工艺的方式深度处理冷凝水的技术路线。在湿式氧化单元中,研制了一种全新的无泡供氧湿式氧化反应器,该反应器中氧气透过膜以无泡的形式进入到催化固定床内在催化剂的作用下催化降解冷凝水中的污染物,避免了微重力下的气液难以分离的问题。研究了无泡供氧湿式氧化反应器对冷凝水中主要污染物乙醇的催化降解能力。研究表明,在常温常压下,采用中空纤维膜组件和平板膜组件的反应器对乙醇均有较高的催化降解效率,当供氧压力不大于膜泡点时,提高供氧压力有助于提高乙醇的去除率。随着停留时间的延长,乙醇的去除率和完全氧化率均提高,副产物的产率也随之降低,膜供氧传质效率的提高有助于提高催化反应程度。采用不同膜组件的反应器均可使冷凝水中乙醇的去除率达到90%以上。由于中空纤维膜在反应器内可均匀分布,相比采用平板膜有着更大的有效供氧面积,因而在催化降解乙醇方面,采用中空纤维膜供氧的无泡供氧湿式氧化反应器有着更高的催化降解效率。采用浸渍还原法研制出一种高活性铂催化剂。所制备的催化剂可在常温常压以氧气为催化剂的条件下催化降解乙醇,考察了影响催化剂活性的因素,优化了催化剂的制备工艺,对其进行了结构表征。研究表明,相比其它载体,以活性炭为载体的Pt/AC对乙醇有更好的催化降解性能。通过对催化剂进行XRD、XPS和SEM表征发现,Pt/AC中活性组分Pt是以单质形态存在的,且具有较高的分散度。活性炭载体通过双氧水改性处理后,Pt/AC催化性能得到了显着的提高,表明载体表面的含氧基团含量对催化剂活性有着明显的影响。在离子交换单元中,研究了十种离子交换树脂对乙醇催化副产物乙酸的交换吸附能力。结果表明,IRA67树脂对于乙酸的交换吸附要强于其它种离子交换树脂,能有效地将废水中乙酸吸附分离。乙酸在该树脂上的交换吸附是一个放热过程。IRA67树脂的各温度离子交换吸附等温线符合H3型等温线特点,其对乙酸的交换吸附规律可用Langmuir方程描述,IRA67离子交换树脂对乙酸的饱和交换量约为75mg·g-1。在消毒单元中,采用聚碘树脂对经过湿式氧化单元、离子交换单元处理后的冷凝水进行消毒。考察了四种聚碘树脂的杀菌性能,并对聚碘树脂的杀菌机理及稳定性进行了分析。结果表明,202聚碘树脂具有较强的杀菌能力,在与水接触时间为10s时,就可使出水中的菌落总数和总大肠菌群达到饮用水标准,同时出水中的余碘浓度小于2mg·L-1。考察了pH值、温度、接触时间等因素对202聚碘树脂的碘流失的影响,结果表明202聚碘树脂在pH值为4-8,温度在50℃以下的条件下具有良好的稳定性。建立了一套采用湿式氧化-离子交换-消毒组合工艺处理冷凝水的反应器,考察了其对冷凝水中主要污染物乙醇去除效果,同时考察了对水中的细菌杀灭效果和设备长期运行的稳定性。结果表明,在当进水流量为5mL·min-1,供氧压力5kPa的运行条件下,可有效去除水中的乙醇及乙醇氧化的副产物乙酸,同时出水中的菌落总数和总大肠菌群达到饮用水标准,通过连续运行试验发现,反应器具有良好的运行稳定性和可靠性。
崔迎[10](2010)在《废水催化湿式氧化反应器功能解析》文中研究指明催化湿式氧化是针对高浓度难降解有机工业废水处理而开发的一项高级氧化技术。研究具有应用前景的滴流床反应器的特征、参数和在催化湿式氧化中的作用,为工业废水的催化湿式氧化处理的实际应用奠定了基础。
二、滴流床反应器处理有机废水的研究进展(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、滴流床反应器处理有机废水的研究进展(论文提纲范文)
(1)厌氧发酵制氢系统及微生物群落结构研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 生物能源 |
1.1.1 能源现状 |
1.1.2 生物能源 |
1.1.3 生物氢能 |
1.2 厌氧发酵过程 |
1.3 厌氧发酵产氢 |
1.3.1 厌氧发酵产氢原理 |
1.3.2 厌氧发酵产氢类型 |
1.3.3 厌氧发酵生物制氢研究现状 |
1.4 微生物群落 |
1.4.1 微生物群落的研究意义 |
1.4.2 产酸发酵微生物 |
1.4.3 影响产酸发酵微生物的主要生态因子 |
1.5 研究目的意义与内容 |
1.5.1 研究目的意义 |
1.5.2 主要研究内容 |
1.5.3 研究技术路线 |
2 试验材料与方法 |
2.1 连续流反应器 |
2.1.1 完全混合槽式反应器 |
2.1.2 内循环厌氧反应器 |
2.2 发酵底物 |
2.2.1 糖蜜废水 |
2.2.2 啤酒废水 |
2.3 污泥驯化过程 |
2.4 营养元素添加 |
2.5 水质分析检测的方法 |
2.5.1 气相末端产物分析 |
2.5.2 液相发酵产物分析 |
2.5.3 污泥性质指标测定 |
2.5.4 氧化还原电位(ORP)测定 |
2.5.5 化学需氧量(COD)测定 |
2.5.6 碱度测定 |
2.6 微生物群落分析 |
2.6.1 样品处理与测序 |
2.6.2 基础分析 |
2.6.3 微生物丰度指数(Community richness) |
2.6.4 微生物多样性(Community diversity)指数 |
2.6.5 分类学分析 |
3 CSTR产氢系统的运行参数优化 |
3.1 不同HRT下系统的建立和运行 |
3.1.1 不同HRT下CSTR产氢系统的产气状况 |
3.1.2 不同HRT下CSTR产氢系统的系统运行状况 |
3.1.3 不同HRT下CSTR产氢系统的发酵状况 |
3.2 不同OLR下系统的建立和运行 |
3.2.1 不同OLR下CSTR产氢系统的产气状况 |
3.2.2 不同OLR下CSTR产氢系统的系统运行状况 |
3.2.3 发酵类型 |
3.2.4 底物利用状况 |
3.3 污泥固定化载体的选择 |
3.3.1 前言 |
3.3.2 载体的选择及物理特性 |
3.3.3 污泥驯化和产氢系统的启动 |
3.3.4 不同载体CSTR产氢系统的产气状况 |
3.3.5 不同载体下CSTR产氢系统的系统运行状况 |
3.3.6 不同载体下CSTR产氢系统的发酵状况 |
3.3.7 底物利用状况 |
3.4 本章小结 |
4 CSTR产氢系统对糖蜜废水的处理和微生物群落结构 |
4.1 前言 |
4.2 发酵类型判定 |
4.3 产气状况 |
4.4 运行状况 |
4.5 糖蜜为底物的乙醇型发酵的微生物群落 |
4.5.1 微生物群落丰富度 |
4.5.2 微生物分类学分析 |
4.6 本章小结 |
5 CSTR产氢系统对啤酒废水的处理和微生物群落结构 |
5.1 发酵类型的判定 |
5.2 系统运行状况 |
5.2.1 产气状况 |
5.2.2 COD去除状况 |
5.3 啤酒为底物的CSTR乙醇型发酵的微生物群落分析 |
5.3.1 微生物群落丰富度和群落多样性 |
5.3.2 微生物分类学分析 |
5.4 本章小结 |
6 IC产氢系统的运行参数优化 |
6.1 不同HRT下IC产氢系统的优化 |
6.1.1 IC产氢系统水力停留时间设置 |
6.1.2 IC产氢系统的产气状况 |
6.1.3 IC产氢系统的运行状况 |
6.1.4 IC产氢系统的发酵类型 |
6.2 不同OLR下IC产氢系统的优化 |
6.2.1 系统OLR设置 |
6.2.2 产气状况 |
6.2.3 运行状况 |
6.2.4 底物利用状况 |
6.3 本章小结 |
7 IC产氢系统对糖蜜废水的处理和微生物群落结构 |
7.1 IC产氢系统的启动设置 |
7.2 IC产氢系统发酵类型的判定 |
7.3 IC产氢系统的产气状况 |
7.4 IC产氢系统的运行状况 |
7.5 以糖蜜为底物的乙醇型发酵微生物群落 |
7.5.1 微生物丰富度分析 |
7.5.2 微生物分类学分析 |
7.6 本章小结 |
8 IC产氢系统对啤酒废水的处理和微生物群落结构 |
8.1 前言 |
8.2 产氢系统的产气状况 |
8.3 IC产氛系统的能量核算 |
8.4 IC产氢系统的运行状况 |
8.5 以糖蜜为底物的乙醇型发酵微生物群落分析 |
8.5.1 微生物丰富度分析 |
8.5.2 微生物分类学分析 |
8.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(2)催化湿式氧化处理含氮废水催化剂的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.1.1 我国水污染现状及水处理技术需求 |
1.1.2 含氮废水的危害以及处理技术 |
1.1.3 催化湿式氧化法(CWAO) |
1.2 催化湿式氧化处理含氮废水 |
1.2.1 催化湿式氧化处理氨氮废水 |
1.2.1.1 CWAO处理氨氮废水催化剂 |
1.2.1.2 CWAO处理氨氮废水的机理 |
1.2.2 催化湿式氧化处理有机氮废水 |
1.2.2.1 催化湿式氧化处理含苯胺废水 |
1.2.2.2 催化湿式氧化处理含染料废水 |
1.2.2.3 催化湿式氧化处理含脂肪胺废水 |
1.2.2.4 催化湿式氧化处理含酰胺废水 |
1.3 论文的研究思路与目的 |
参考文献 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验原料与仪器设备 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 实验原料 |
2.2 催化剂的性能评价 |
2.2.1 实验装置 |
2.2.2 催化反应步骤 |
2.2.2.1 氨氮氧化反应 |
2.2.2.2 胺和酰胺氧化反应 |
2.2.3 产物分析 |
2.2.3.1 CWAO处理氨氮 |
2.2.3.1 CWAO处理甲胺和DMF |
2.2.4 金属流失测量 |
2.3 催化剂的制备方法 |
2.3.1 氨氮催化剂 |
2.3.1.1 化学还原法 |
2.3.1.2 浸渍法 |
2.3.1.3 乙二醇还原法 |
2.3.2 胺和酰胺催化剂 |
2.3.2.1 CeO_2C载体 |
2.3.2.2 CeO_2体的制备 |
2.3.2.3 Pd基催化剂 |
2.4 催化剂的表征方法 |
2.4.1 X射线晶体衍射(XRD) |
2.4.2 X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS) |
2.4.3 透射电镜(TEM) |
2.4.4 H_2程序升温还原(H_2-TPR) |
2.4.5 CO程序升温还原CCO-TPR-MASS) |
2.4.6 准原位XPS(Quasi-in situ XPS) |
2.4.7 金属分散度的测量 |
2.4.8 N_2吸脱附 |
2.4.9 电感耦合等离子体发射光谱(ICP) |
第三章 催化湿式氧化(CWAO)处理氨氮废水催化剂的研究 |
3.1 引言 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 催化剂Ru-Cu/C及其制备方法的确定 |
3.2.1.1 载体的影响 |
3.2.1.2 活性组分的影响 |
3.2.1.3 不同制备方法的影响 |
3.2.2 还原法制备催化剂Ru-Cu/C制备条件的优化 |
3.2.2.1 还原剂浓度对催化活性的影响 |
3.2.2.2 还原法中焙烧温度对催化活性的影响 |
3.2.2.3 氨溶液加入量对催化活性的影响 |
3.2.2.4 还原法中焙烧气氛对催化活性的影响 |
3.2.3 双金属的相互作用对催化活性和稳定性的影响 |
3.2.3.1 催化剂3Ru/C、3Cu/C和1.5Ru-1.5Cu/C的活性比较 |
3.2.3.2 温度和压カ对l.5Ru-1.5Cu/C催化剂的活性的影响 |
3.2.3.3 反应溶液pH对1.5Ru-1.5Cu/C催化剂的活性的影响 |
3.2.3.4 催化剂稳定性的考察 |
3.2.3.5 催化剂流失量的考察 |
3.2.4 催化剂的表征 |
3.2.4.1 XRD |
3.2.4.3 N_2吸脱附实验 |
3.2.4.4 XPS |
3.2.4.5 TEM |
3.2.4.6 H_2-TPR |
3.2.5 亲氧性对催化性能的可控调节 |
3.3 小结 |
参考文献 |
第四章 载体对CWAO处理胺和酰胺催化剂活性和抗流失能力的影响 |
4.1 引言 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 活性金属的选择 |
4.2.1.1 CWAO处理DMF |
4.2.1.2 CWAO处理甲胺(MA) |
4.2.2 载体对Pd催化剂活性和稳定性的影响 |
4.2.2.1 CWAO处理DMF |
4.2.2.2 CWAO处理MA |
4.2.3 Pd催化剂的表征 |
4.2.3.1 XRD |
4.2.3.2 金属分散度 |
4.2.3.3 Qusai-in situ XPS |
4.2.3.4 CO-TPR |
4.3 小结 |
参考文献 |
第五章 CWAO处理DMF高活性和抗流失催化剂的设计与研究 |
5.1 引言 |
5.2 结果与讨论 |
5.2.1 CWAO处理甲胺(MA) |
5.2.1.1 催化剂Pd-CeO_2/C和催化剂Pd/CeO_2/C的活性 |
5.2.1.2 催化剂Pd-CeO_2/C和催化剂Pd/CeO_2/C在CWAO处理MA过程中的金属流失 |
5.2.2 CWAO处理DMF |
5.2.2.1 催化剂Pd-CeO_2/C和催化剂Pd/CeO_2/C在CWAO处理DMF中的活性 |
5.2.2.2 催化剂Pd-CeO_2/C和催化剂Pd/CeO_2/C在CWAO处理DMF中的金属流失情况 |
5.2.3 催化剂的表征 |
5.2.3.1 金属分散度 |
5.2.3.2 TEM |
5.2.3.3 CO-TPR-H_2 |
5.2.3.4 CO-TPR-CO_2 |
5.2.3.5 XPS |
5.2.4 催化剂的稳定性 |
5.3 小结 |
参考文献 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
博士期间发表论文及专利 |
(3)微波强化异相催化降解水中孔雀石绿的反应器设计与实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 印染废水的传统处理方法 |
1.3 微波技术原理及其在环保领域的应用 |
1.3.1 微波技术原理 |
1.3.2 微波在环保领域的应用 |
1.4 微波适用性材料的开发研究 |
1.4.1 微波材料的吸波原理 |
1.4.2 吸波材料的分类 |
1.4.3 新型吸波材料 |
1.5 微波催化氧化有机废水的研究 |
1.5.1 微波催化氧化有机废水的基本原理 |
1.5.2 微波技术在处理有机废水中的研究 |
1.5.3 微波反应器在微波处理有机废水中的应用 |
1.6 课题研究目的及主要内容 |
第2章 实验药品、仪器以及实验方案 |
2.1 实验药品和仪器 |
2.1.1 实验药品 |
2.1.2 实验设备 |
2.2 催化剂表征方法 |
2.3 论文实验研究设计方案 |
2.3.1 微波异相高温固定滴流床的实验方案 |
2.3.2 微波旋转式反应催化剂的实验方案 |
2.3.3 微波旋转式反应釜的设计与实验方案 |
2.4 本章小结 |
第3章 微波异相高温固定滴流床的设计与实验研究 |
3.1 碳化硅泡沫陶瓷负载铁酸钴的制备 |
3.2 微波异相高温固定滴流床的设计及实验流程 |
3.3 催化剂的表征结果分析 |
3.3.1 扫描电镜分析(SEM) |
3.3.2 X-射线衍射分析(XRD) |
3.4 结果和讨论 |
3.4.1 碳化硅负载铁酸钴对孔雀石绿降解的影响 |
3.4.2 孔雀石绿溶液pH值对孔雀石绿降解率的影响 |
3.4.3 微波功率对孔雀石绿降解率的影响 |
3.4.4 孔雀石绿溶液初始浓度对孔雀石绿降解率的影响 |
3.4.5 不同流速对孔雀石绿降解率的影响 |
3.4.6 不同的铁酸钴负载量对孔雀石绿降解率的影响 |
3.4.7 碳化硅负载铁酸钴催化剂的稳定性研究 |
3.5 微波催化氧化降解孔雀石绿的机理研究 |
3.5.1 反应前后孔雀石绿的降解产物分析 |
3.5.2 微波催化氧化降解孔雀石绿的机理分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 微波旋转式反应器催化剂的实验研究 |
4.1 催化剂的选取及制备 |
4.1.1 催化剂的选取 |
4.1.2 催化剂的制备 |
4.2 催化剂的表征 |
4.2.1 扫描电镜分析(SEM) |
4.2.2 X-射线衍射分析(XRD) |
4.2.3 比表面积分析(BET) |
4.2.4 热重分析(TG) |
4.3 结果和讨论 |
4.3.1 碳纳米管负载铁酸钴对孔雀石绿的吸附实验研究 |
4.3.2 不同微波功率下对孔雀石绿降解率的影响 |
4.3.3 不同反应时间对孔雀石绿降解率的影响 |
4.3.4 碳纳米管负载铁酸钴催化剂的稳定性研究 |
4.4 碳纳米管负载铁酸钴去除孔雀石绿染料的机理研究 |
4.5 本章小结 |
第5章 微波旋转式反应釜的设计及实验研究 |
5.1 微波旋转式反应釜的设计与工作原理 |
5.1.1 微波旋转式反应釜的设计 |
5.1.2 微波旋转式反应釜的工作原理 |
5.2 催化剂的选取 |
5.3 结果和讨论 |
5.3.1 微波旋转反应釜处理后孔雀石绿的降解率 |
5.3.2 催化剂的重复使用 |
5.3.3 微波旋转反应釜降解孔雀石绿反应机理 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 实验不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间的主要成果 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(4)MnO2/γ-Al2O3催化剂的制备及催化臭氧氧化苯酚废水(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 前言 |
1.1 含酚废水的来源与危害 |
1.1.1 含酚废水的来源 |
1.1.2 含酚废水的危害 |
1.2 含酚废水的处理方法 |
1.2.1 生物法 |
1.2.2 物理法 |
1.2.3 化学法 |
1.3 臭氧氧化法处理含酚废水现状 |
1.3.1 单独臭氧氧化体系在处理含酚废水中的应用 |
1.3.2 均相催化臭氧氧化体系在处理含酚废水中的应用 |
1.3.3 非均相催化臭氧氧化体系在处理含酚废水中的应用 |
1.4 本论文的研究意义及内容 |
1.4.1 本论文研究的意义 |
1.4.2 本论文研究的内容 |
2 实验材料与方法 |
2.1 实验药品试剂 |
2.2 主要使用仪器 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂的制备方法 |
2.3.2 改性催化剂的制备方法 |
2.3.3 催化剂的表征方法 |
2.3.4 催化剂的活性及稳定性评价方法 |
2.4 分析方法 |
2.4.1 碘量法测定臭氧浓度 |
2.4.2 紫外-可见分光光度法测定苯酚吸光度 |
2.4.3 高效液相色谱法测定苯酚 |
2.4.4 国标法测定苯酚溶液COD |
2.4.5 催化剂表面羟基的测定 |
3 MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂的制备与表征 |
3.1 活性组分与载体的筛选 |
3.1.1 活性组分对催化剂催化活性的影响 |
3.1.2 载体对催化剂催化活性的影响 |
3.2 MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂的表征 |
3.2.1 XRD表征结果 |
3.2.2 SEM表征结果 |
3.2.3 N_2物理吸脱附表征结果 |
3.2.4 NH_3-TPD表征结果 |
3.2.5 ICP-OES表征结果 |
3.2.6 FT-IR表征结果 |
3.3 MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂的制备工艺优化 |
3.3.1 浸渍温度对催化剂催化活性的影响 |
3.3.2 浸渍时间对催化剂催化活性的影响 |
3.3.3 活性组分负载量对催化剂催化活性的影响 |
3.3.4 焙烧温度对催化剂催化活性的影响 |
3.3.5 焙烧时间对催化剂催化活性的影响 |
3.3.6 较优催化剂制备方案的确定 |
4 MnO_2/γ-Al_2O_3催化臭氧化降解苯酚废水研究 |
4.1 MnO_2/γ-)Al_2O_3催化臭氧化降解苯酚工艺优化 |
4.1.1 搅拌速率对苯酚去除效果的影响 |
4.1.2 反应温度对苯酚去除效果的影响 |
4.1.3 催化剂用量对苯酚去除效果的影响 |
4.1.4 反应体系初始pH对苯酚去除效果的影响 |
4.1.5 反应时间对苯酚去除效果的影响 |
4.2 最佳工艺条件下MnO_2/γ-Al_2O_3催化降解苯酚废水 |
4.2.1 最佳工艺条件下苯酚废水的催化降解效果 |
4.2.2 不同体系降解苯酚废水的效果 |
4.2.3 出水pH的变化 |
4.2.4 催化臭氧化降解苯酚的产物分析 |
4.3 MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂的稳定性评价 |
4.3.1 反应初始pH的影响 |
4.3.2 MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂的使用寿命 |
4.3.3 MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂的局部失活与再生 |
5 MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂的碱改性与活性研究 |
5.1 碱改性MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂的制备 |
5.2 不同碱金属改性对MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂活性的影响 |
5.3 钠改性MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂的表征 |
5.3.1 XRD表征结果 |
5.3.2 SEM表征结果 |
5.3.3 N_2物理吸脱附表征结果 |
5.3.4 FT-IR表征结果 |
5.4 钠改性MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂的活性评价 |
5.4.1 不同钠掺杂量对改性MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂的活性影响 |
5.4.2 不同浸渍顺序对改性MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂的活性影响 |
5.5 钠改性MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂的稳定性评价 |
5.5.1 反应初始pH对催化剂活性的影响 |
5.5.2 出水pH的变化 |
5.5.3 催化剂的使用寿命 |
5.5.4 反应机理探究 |
6 结论 |
6.1 全文总结 |
6.2 论文的创新点 |
6.3 论文的不足之处 |
7 展望 |
8 参考文献 |
9 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
10 致谢 |
(5)均相催化湿式空气氧化连续处理高含盐高浓度有机废水(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 水资源的背景 |
1.2 水处理技术分析对比 |
1.2.1 物理方法 |
1.2.2 化学方法 |
1.2.3 生物方法 |
1.2.4 联用方法 |
1.2.5 寻找适合处理本课题废水的技术方法 |
1.3 湿式空气氧化法和催化湿式空气氧化法的技术对比 |
1.3.1 湿式空气氧化介绍 |
1.3.2 催化湿式空气氧化的介绍 |
1.3.3 对比小结 |
1.4 (催化)湿式空气氧化反应阶段分析 |
1.5 催化湿式氧化反应因素的对比选择 |
1.5.1 氧化剂的选择 |
1.5.2 湿式空气氧化装置的选择 |
1.5.3 催化湿式空气氧化的定位 |
1.5.4 催化湿式空气氧化催化剂的选择 |
1.6 (催化)湿式空气氧化影响因素 |
1.6.1 废水水质 |
1.6.2 反应温度 |
1.6.3 系统压力 |
1.6.4 催化剂种类 |
1.6.5 停留时间 |
1.6.6 气体流量 |
1.7 (催化)湿式空气氧化工艺在国内外的工业应用 |
1.7.1 (催化)湿式空气氧化在国内的研究进展和工业应用 |
1.7.2 (催化)湿式空气氧化在国外的工业应用 |
1.8 课题研究的目的、意义和内容 |
2 实验材料和研究方法 |
2.1 实验材料与设备 |
2.1.1 主要实验试剂 |
2.1.2 系统和关键设备的介绍、组装与调试 |
2.2 实验分析检测指标与方法 |
2.2.1 COD值检测方法改进介绍 |
2.2.2 邻氯苯酚的检测与分析 |
2.3 课题研究方法 |
2.3.1 实验对象及实验方法 |
2.3.2 实验设计 |
3 催化湿式空气氧化降解模拟高含盐含酚有机废水 |
3.1 验证固定床反应器作为湿式空气氧化装置的性能 |
3.1.1 考察固定床反应器能否在苛刻的反应条件下温度运行 |
3.1.2 考察固定床反应器在中温条件下催化湿式空气氧化处理有机物的性能 |
3.2 筛选合适的均相催化剂处理高浓度难降解有机废水 |
3.2.1 单组份均相催化剂湿式空气氧化处理高浓度难降解有机废水 |
3.2.2 多组分均相催化剂湿式空气氧化处理高浓度难降解有机废水 |
3.2.3 催化剂的组合比例对废水COD去除率的影响 |
3.3 优化均相催化湿式空气氧化降解有机物的反应条件 |
3.3.1 考察催化剂浓度对废水COD去除率的影响 |
3.3.2 反应温度对废水COD去除率的影响 |
3.3.3 液体流量对废水COD去除率的影响 |
3.3.4 系统压力对废水COD去除率的影响 |
3.3.5 气体流量对废水COD去除率的影响 |
3.3.6 模拟废水条件优化小结 |
3.4 不同盐浓度对废水COD值去除率的影响 |
3.5 本章小结 |
4 模拟废水均相催化湿式氧化反应动力学的探讨 |
4.1 模拟废水均相催化湿式氧化动力学模型研究 |
4.2 均相催化湿式空气氧化降解模拟废水动力学 |
4.3 表观反应速率常数k*的推导 |
4.4 表观活化能和表观指前因子的推导 |
4.5 滴流床反应器模型研究 |
4.6 本章小结 |
5 均相催化湿式空气氧化氨基酸废水 |
5.1 废水的性质与常规处理方法 |
5.1.1 氨基酸废水背景 |
5.1.2 氨基酸废水来源与处理方法 |
5.2 实验结果与分析 |
5.2.1 均相催化剂的筛选 |
5.2.2 催化剂用量的选择 |
5.2.3 反应温度对COD去除率的影响 |
5.2.4 反应压力对COD去除率的影响 |
5.2.5 气体流量对于COD去除率的影响 |
5.2.6 最佳条件下的处理情况 |
5.3 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 本论文的主要创新成果 |
6.3 展望 |
参考文献 |
附录 |
个人简历 |
(6)电化学处理有机废水电极材料的制备与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 水污染问题 |
1.1.1 工业废水的来源及种类 |
1.1.2 生物难降解有机废水 |
1.2 生物难降解有机废水处理技术 |
1.2.1 物化法 |
1.2.2 生化法 |
1.2.3 高级氧化技术 |
1.2.4 电催化氧化处理废水技术 |
1.3 电化学处理废水体系电极材料研究进展 |
1.3.1 阳极材料在电化学处理废水体系中的应用与研究进展 |
1.3.2 阴极材料在电化学处理废水体系中的应用与研究进展 |
1.3.3 稀土元素掺杂在电极制备中的应用研究 |
1.3.4 三维电极在电化学处理废水体系中的应用与研究进展 |
1.4 论文的研究目的、意义及内容 |
1.4.1 论文的研究目的及意义 |
1.4.2 论文的研究内容 |
2 钛基锡系形稳阳极的制备及性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验 |
2.2.1 实验仪器及设备 |
2.2.2 实验材料及试剂 |
2.2.3 未掺杂稀土元素钛基锡系阳极的制备 |
2.2.4 掺杂稀土元素阳极的制备 |
2.2.5 含中间层掺杂稀土元素阳极材料的制备 |
2.2.6 电极表面形貌表征及电化学性能测试 |
2.2.7 电极处理含酚废水实验装置及分析方法 |
2.3 实验结果与讨论 |
2.3.1 掺杂稀土对电极性能的影响 |
2.3.2 添加中间层对电极性能的影响 |
2.3.3 阳极氧化处理含酚废水效果研究 |
2.4 本章小结 |
3 石墨气体扩散电极的制备及性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验 |
3.2.1 实验仪器及设备 |
3.2.2 实验试剂及材料 |
3.2.3 常规气体扩散电极的制备 |
3.2.4 掺杂稀土气体扩散电极的制备 |
3.2.5 不同造孔剂气体扩散电极的制备 |
3.2.6 气体扩散电极的形貌表征及电化学性能测试 |
3.2.7 气体扩散电极产生 H2O2及处理废水实验装置和分析方法 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 常规气体扩散电极催化性能 |
3.3.2 造孔剂对气体扩散电极性能的影响 |
3.3.3 稀土掺杂对气体扩散电极性能的影响 |
3.3.4 电解条件对气体扩散电极性能的影响 |
3.3.5 电芬顿处理模拟苯酚废水效果 |
3.4 本章小结 |
4 三维电极处理含酚废水的性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验 |
4.2.1 实验仪器及设备 |
4.2.2 实验试剂及材料 |
4.2.3 壳聚糖及交联改性壳聚糖粒子电极的制备 |
4.2.4 四氨基钴酞菁的合成 |
4.2.5 交联壳聚糖与四氨基钴酞菁的接枝 |
4.2.6 壳聚糖及交联产物吸附性能研究 |
4.2.7 四氨基钴酞菁光谱扫描及量子计算过程 |
4.2.8 三维电解池实验装置及分析方法 |
4.3 实验结果与讨论 |
4.3.1 壳聚糖及其交联产物吸附效果 |
4.3.2 四氨基钴酞菁光谱表征及量子计算分析结果 |
4.3.3 单电极和阴阳极协同处理酚类有机物效果对比 |
4.3.4 不同粒子电极的三维电极降解废水效果对比 |
4.3.5 三维电极与二维电解处理废水效果对比 |
4.3.6 光电结合降解废水效果 |
4.4 本章小结 |
5 电化学作用下酚类物质降解机理研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验 |
5.2.1 实验仪器及设备 |
5.2.2 实验试剂及材料 |
5.2.3 阳极电化学降解对硝基苯酚紫外扫描 |
5.2.4 阴极电芬顿氧化降解苯酚紫外扫描 |
5.3 实验结果与讨论 |
5.3.1 对硝基苯酚降解机理分析 |
5.3.2 苯酚降解机理分析 |
5.4 本章小结 |
6 电芬顿技术处理兰炭废水研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验 |
6.2.1 实验废水 |
6.2.2 实验仪器与试剂 |
6.2.3 实验方法 |
6.2.4 COD 检测方法及去除率计算 |
6.2.5 能耗计算 |
6.3 电芬顿技术处理兰炭废水实验结果 |
6.3.1 电芬顿、阳极直接氧化、空气吹脱去除废水 COD 效果比较 |
6.3.2 空气速率对去除废水 COD 效果的影响 |
6.3.3 电流密度对去除废水 COD 效果的影响 |
6.3.4 pH 值对去除废水 COD 效果的影响 |
6.3.5 极板间距对去除废水 COD 效果的影响 |
6.3.6 电流效率及能耗考察 |
6.4 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间的主要成果 |
致谢 |
(7)微波强化氧化处理难降解有机废水研究进展(论文提纲范文)
1 微波强化氧化难降解有机废水方法 |
1.1 微波与吸附材料协同处理废水有机污染物 |
1.2 微波-氧化剂协同处理废水有机污染物 |
1.3 微波-(类)Fenton协同处理废水有机污染物 |
1.4 微波-催化剂协同处理废水有机污染物 |
1.5 微波-催化剂-氧化剂协同处理废水有机污染物 |
1.6 微波-光催化协同处理废水有机污染物 |
2 微波强化氧化难降解有机废水反应器 |
3 结语 |
(8)陶瓷球—活性炭负载铈锆组分在CWAO中的催化效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 有机废水的处理方法 |
1.3 湿式氧化 |
1.3.1 湿式氧化的常用工艺 |
1.3.2 湿式氧化的反应机理 |
1.3.3 湿式氧化的优缺点 |
1.4 催化湿式氧化及其催化剂 |
1.4.1 均相催化剂 |
1.4.2 非均相催化剂 |
1.4.3 CeO_2及铈锆固溶体(Ce_xZr_(1-x)O_2)概述 |
1.5 研究目的与技术路线 |
1.5.1 研究目的 |
1.5.2 技术路线 |
第二章 酚醛树脂基陶瓷球-活性炭载体及负载CeO_2、ZrO_2催化剂的制备 |
2.1 CWAO高浓度苯酚废水的实验内容及实验方法 |
2.1.1 实验设备 |
2.1.2 实验结果的测量方法 |
2.1.3 催化剂表征 |
2.1.4 处理对象的选择 |
2.1.5 有机污水预处理 |
2.1.6 催化剂效果评价指标 |
2.2 催化剂制备工艺 |
2.2.1 催化剂载体的选择 |
2.2.2 陶瓷球-活性炭材料 |
2.2.3 浸渍工艺 |
2.2.4 固化工艺 |
2.2.5 炭化工艺 |
2.2.6 活化工艺 |
2.2.7 陶瓷球-活性炭载体的载Ce_xZr_(1-x)O_2工艺 |
2.3 本章小结 |
第三章 酚醛树脂废水催化湿式氧化的工艺调节研究 |
3.1 反应温度对催化活性的影响 |
3.2 进水ph值对催化活性的影响 |
3.3 催化剂投加量的影响 |
3.4 反应时间的影响 |
3.5 催化剂寿命测试 |
3.6 本章小结 |
第四章 催化湿式氧化反应动力学研究 |
4.1 反应动力学模型的建立 |
4.1.1 一级反应动力学模型的推导与建立 |
4.1.2 两阶段一级反应动力学模型的推导与建立 |
4.2 四种反应体系的动力学模型研究 |
4.2.1 四种反应体系的动力学曲线 |
4.2.2 四种反应体系的活化能比较 |
4.3 本章小结 |
第五章 中试连续反应器设计与鼓泡塔动力学模型 |
5.1 中试连续反应器设计 |
5.1.1 反应器的选择 |
5.1.2 反应器的设计 |
5.2 鼓泡塔反应器拟均相一维活塞流的验证 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 前景展望 |
参考文献 |
致谢 |
(9)载人航天器中冷凝水的深度处理技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源及研究背景 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 课题的研究背景 |
1.2 载人航天器冷凝水的来源及水质特征 |
1.2.1 冷凝水的来源 |
1.2.2 冷凝水的水质特征 |
1.3 载人航天器冷凝水的处理的研究现状 |
1.3.1 载人航天器简介 |
1.3.2 载人航天器中饮用水来源 |
1.3.3 载人航天器冷凝水处理工艺 |
1.4 催化氧化工艺在废水深度处理中的研究现状 |
1.4.1 催化氧化工艺种类 |
1.4.2 湿式催化氧化中催化剂的研究现状 |
1.4.3 多相催化氧化反应器的研究现状 |
1.5 膜技术在环境治理中的应用现状 |
1.5.1 过滤分离膜环境领域上的应用 |
1.5.2 膜技术在生物燃料电池上的应用 |
1.5.3 无泡曝气技术在废水处理中的应用 |
1.6 本论文的研究目的和研究内容 |
第2章 试验的材料与方法 |
2.1 实验仪器与试剂 |
2.2 催化剂的制备 |
2.2.1 载体的选择 |
2.2.2 载体的预处理方法 |
2.2.3 活性炭载体改性方法 |
2.2.4 催化剂的制备方法 |
2.3 催化剂的表征 |
2.3.1 催化剂活性的表征 |
2.3.2 比表面积分析(BET) |
2.3.3 X-射线衍射分析(XRD) |
2.3.4 X-射线光电子能谱(XPS) |
2.3.5 扫描电子显微镜分析(SEM) |
2.3.6 催化剂铂负载量分析 |
2.4 水样中污染物分析方法 |
2.5 湿式氧化单元试验装置 |
2.5.1 膜材料供氧性能分析试验装置 |
2.5.2 无泡膜供氧湿式氧化试验装置 |
2.6 离子交换单元树脂性能分析方法 |
2.6.1 离子交换树脂的预处理 |
2.6.2 静态离子交换实验 |
2.6.3 动态离子交换实验 |
2.7 聚碘树脂单元消毒性能分析方法 |
2.7.1 灭菌性能分析方法 |
2.7.2 含菌水的配制方法 |
2.7.3 水中余碘的检测方法 |
2.7.4 聚碘树脂碘含量的检测方法 |
第3章 湿式氧化催化剂的制备与性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 铂催化剂的制备 |
3.2.1 铂催化剂湿式氧化降解乙醇的可行性分析 |
3.2.2 催化剂载体的优选及改性 |
3.2.3 载体改性对催化剂活性影响机理探讨 |
3.2.4 还原剂对催化剂活性的影响 |
3.2.5 铂前驱体对催化剂活性的影响 |
3.2.6 浸渍时间及浸渍液浓度对催化剂活性的影响 |
3.2.7 焙烧温度对催化剂活性的影响 |
3.3 Pt/AC催化剂的组成及表面形态 |
3.3.1 Pt/AC催化剂的比表面积分析 |
3.3.2 Pt/AC催化剂的X射线衍射分析 |
3.3.3 Pt/AC催化剂的X射线光电子能谱分析 |
3.3.4 Pt/AC催化剂的扫描电子显微镜分析 |
3.4 催化剂的稳定性 |
3.4.1 反应体系中Pt的溶出 |
3.4.2 重复使用后Pt/AC催化剂的稳定性 |
3.5 本章小结 |
第4章 膜供氧湿式氧化反应器的设计 |
4.1 引言 |
4.2 无泡膜供氧湿式氧化反应体系的设计思想 |
4.3 无泡供氧膜材料的优选 |
4.3.1 无泡供氧膜材料的种类 |
4.3.2 膜供氧供氧性能分析 |
4.4 无泡膜供氧湿式氧化反应器的设计 |
4.4.1 中空纤维膜无泡供氧湿式氧化反应器的设计 |
4.4.2 平板膜无泡供氧湿式氧化反应器的设计 |
4.5 湿式氧化降解乙醇动力学过程分析 |
4.6 无泡膜供氧传质过程影响因素分析 |
4.6.1 供氧压力对膜传质的影响 |
4.6.2 膜传质对催化反应的影响 |
4.7 本章小结 |
第5章 湿式氧化-离子交换-消毒组合工艺处理模拟冷凝水 |
5.1 引言 |
5.2 冷凝水处理体系的建立 |
5.2.1 航天器冷凝水处理水质要求 |
5.2.2 湿式氧化-离子交换-消毒组合工艺的建立 |
5.3 离子交换单元的建立 |
5.3.1 离子交换树脂的优选 |
5.3.2 IRA67 的穿透曲线 |
5.3.3 IRA67 树脂的交换吸附等温线 |
5.4 消毒单元的建立 |
5.4.1 消毒方式的选择 |
5.4.2 聚碘树脂杀菌性能分析 |
5.4.3 聚碘树脂杀菌机理分析 |
5.4.4 聚碘树脂稳定性研究 |
5.4.5 聚碘树脂持续杀菌性能分析 |
5.5 湿式氧化-离子交换-消毒组合工艺处理冷凝水研究 |
5.5.1 冷凝水处理反应器的设计 |
5.5.2 供氧压力对处理效率的影响 |
5.5.3 冷凝水处理反应器的持续运行性能分析 |
5.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(10)废水催化湿式氧化反应器功能解析(论文提纲范文)
一、CWO反应器选型因素 |
二、滴流床反应器的特征分析研究进展 |
1.滴流床反应器的特点 |
2.滴流床反应器的传质 |
3.滴流床反应器的重要参数 |
三、TBR用于催化湿式氧化的研究进展 |
四、结语 |
四、滴流床反应器处理有机废水的研究进展(论文参考文献)
- [1]厌氧发酵制氢系统及微生物群落结构研究[D]. 李巧燕. 东北林业大学, 2019(01)
- [2]催化湿式氧化处理含氮废水催化剂的研究[D]. 符继乐. 厦门大学, 2018(07)
- [3]微波强化异相催化降解水中孔雀石绿的反应器设计与实验研究[D]. 杨山秀. 山东大学, 2018(12)
- [4]MnO2/γ-Al2O3催化剂的制备及催化臭氧氧化苯酚废水[D]. 郭二亮. 天津科技大学, 2017(05)
- [5]均相催化湿式空气氧化连续处理高含盐高浓度有机废水[D]. 龙辉. 浙江大学, 2015(02)
- [6]电化学处理有机废水电极材料的制备与性能研究[D]. 毕强. 西安建筑科技大学, 2014(07)
- [7]微波强化氧化处理难降解有机废水研究进展[J]. 徐东彦,程飞,李美兰. 现代化工, 2013(10)
- [8]陶瓷球—活性炭负载铈锆组分在CWAO中的催化效应研究[D]. 卢俊滨. 华东理工大学, 2013(06)
- [9]载人航天器中冷凝水的深度处理技术研究[D]. 金大瑞. 哈尔滨工业大学, 2010(08)
- [10]废水催化湿式氧化反应器功能解析[J]. 崔迎. 天津职业院校联合学报, 2010(05)