粉煤灰旋流吸附印染废水中有机物的试验研究
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旋流器作为一种典型的化工机械中的分离设备,其研究开发受到国内外的广泛关注。采用旋流器改进单元操作过程是当前研究热点。本文以粉煤灰为吸附剂,采用旋流分离器作为吸附-分离器,吸附亚甲基蓝和甲基橙的水溶液模拟的印染废水。通过正交试验法及单因素试验确定旋流吸附过程中吸附剂粒径、吸附剂浓度、有机物浓度和进口流量对有机物吸附效率和分离效率的影响,结果表明:吸附剂粒径和进口流量对分离效率影响显著,吸附剂粒径和吸附剂浓度对吸附效率影响显著。在最佳旋流吸附条件即吸附剂粒径为350-400目,吸附剂浓度为900mg/L,有机物浓度为70mg/L,进口流量0.88m3/h时,对亚甲基蓝的吸附效率为60.57%,对甲基橙的吸附效率为71.48%。此外,拟合出旋流吸附过程中粉煤灰吸附有机物的吸附等温线方程及吸附动力学方程。对旋流器内流场进行模拟,获得了旋流器内部的压力场、切向速度、轴向速度分布等。
摘要 | 第5-6页 |
Abstract | 第6页 |
第1章 绪论 | 第10-24页 |
1.1 课题背景与意义 | 第10-11页 |
1.2 粉煤灰概述 | 第11-16页 |
1.2.1 粉煤灰的形成与危害 | 第11页 |
1.2.2 粉煤灰的利用 | 第11-12页 |
1.2.3 粉煤灰吸附性能 | 第12-14页 |
1.2.4 影响粉煤灰吸附的各种因素 | 第14-15页 |
1.2.5 粉煤灰吸附应用研究 | 第15-16页 |
1.2.6 粉煤灰处理废水存在问题 | 第16页 |
1.3 有机染料废水的污染及处理现状 | 第16-17页 |
1.3.1 有机染料的污染 | 第16页 |
1.3.2 有机染料的处理现状 | 第16-17页 |
1.4 旋流器概述 | 第17-22页 |
1.4.1 旋流器分离性能指标衡量 | 第19-20页 |
1.4.2 影响分离性能参数 | 第20-21页 |
1.4.3 旋流器理论研究 | 第21-22页 |
1.5 研究内容 | 第22-24页 |
第2章 旋流吸附试验系统及试验方案 | 第24-37页 |
2.1 试验系统 | 第24页 |
2.2 旋流器设计 | 第24-30页 |
2.2.1 旋流分离器直径 | 第25页 |
2.2.2 旋流器进料口设计 | 第25-26页 |
2.2.3 溢流管设计 | 第26-27页 |
2.2.4 底流管设计 | 第27-28页 |
2.2.5 锥段设计 | 第28-29页 |
2.2.6 柱段结构 | 第29页 |
2.2.7 旋流器结构尺寸 | 第29-30页 |
2.3 旋流吸附试验系统 | 第30-32页 |
2.4 旋流吸附试验物料 | 第32-33页 |
2.5 试验流程 | 第33-34页 |
2.6 测试分析手段 | 第34-35页 |
2.7 本章小结 | 第35-37页 |
第3章 正交试验设计及数据分析 | 第37-45页 |
3.1 正交试验设计 | 第37-39页 |
3.1.1 正交试验目的与试验指标 | 第37页 |
3.1.2 因素水平确定 | 第37-38页 |
3.1.3 正交表选取及试验 | 第38-39页 |
3.2 正交试验结果分析 | 第39-44页 |
3.2.1 分离效率正交试验分析 | 第40-42页 |
3.2.2 吸附效率正交分析 | 第42-44页 |
3.3 本章总结 | 第44-45页 |
第4章 单因素试验分析 | 第45-60页 |
4.1 最优方案选取 | 第45页 |
4.2 亚甲基蓝吸附效率单因素试验 | 第45-48页 |
4.2.1 粉煤灰粒径对吸附效率影响 | 第45-46页 |
4.2.2 粉煤灰浓度对吸附效率影响 | 第46-47页 |
4.2.3 亚甲基蓝浓度对吸附效率影响 | 第47页 |
4.2.4 进口流量对吸附效率影响 | 第47-48页 |
4.3 甲基橙吸附效率单因素试验 | 第48-50页 |
4.3.1 粉煤灰粒径对吸附效率影响 | 第48页 |
4.3.2 粉煤灰浓度对吸附效率影响 | 第48-49页 |
4.3.3 甲基橙浓度对吸附效率影响 | 第49-50页 |
4.3.4 进口流量对吸附效率影响 | 第50页 |
4.4 吸附等温线 | 第50-54页 |
4.4.1 亚甲基蓝吸附等温线 | 第51-53页 |
4.4.2 甲基橙吸附等温线 | 第53-54页 |
4.5 吸附动力学 | 第54-59页 |
4.5.1 吸附机理 | 第54-55页 |
4.5.2 吸附速率方程 | 第55-56页 |
4.5.3 亚甲基蓝吸附动力学方程 | 第56-57页 |
4.5.4 甲基橙吸附动力学方程 | 第57-59页 |
4.6 本章小结 | 第59-60页 |
第5章 旋转流场数值模拟与分析 | 第60-70页 |
5.1 模型选择 | 第60页 |
5.2 坐标系及网格划分 | 第60-61页 |
5.3 数值计算方法的选择 | 第61页 |
5.4 边界条件设定 | 第61-62页 |
5.5 数值模拟结果及分析 | 第62-68页 |
5.5.1 压力结果分析 | 第62-65页 |
5.5.2 横截面压力分布 | 第65页 |
5.5.3 速度分析 | 第65-68页 |
5.6 本章小结 | 第68-70页 |
第六章 总结与展望 | 第70-71页 |
参考文献 | 第71-75页 |
致谢 | 第75-76页 |
附录 | 第76页 |
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