煤焦油是焦化工业的重要产品之一,其精加工过程中会产生大量的有毒废水,该类废水有机物浓度高、成分复杂,是煤焦油行业的环保难题。吸附法是煤焦油加工废水的传统处理方法,吸附剂一般采用活性炭、多孔树脂等,该类吸附剂不仅价格高昂,而且吸附后会二次污染。因此,寻找一个廉价、环境友好、高效的新型吸附剂作为现有吸附剂的替代品极为重要。基于上述背景,本文选用煤化工行业的炭基固体粉末废弃物作为吸附剂处理煤焦油加工废水,该类吸附剂具有丰富的孔隙结构、比表面积、孔容及表面官能团,并通过进一步改性处理,提高其吸附效果。论文选取污染物萘、吡咯、对甲酚三种有机物作为煤焦油加工废水的特征污染物,通过炭基吸附剂的酸碱处理制备三种改性吸附剂;研究了吸附剂种类对三种特征污染物的吸附动力学与吸附热力学行为,揭示了改性吸附剂的吸附性能和吸附机理。为提高原吸附剂的处理效果,利用H₂SO₄、HNO₃、NaOH对原吸附剂进行表面改性,改性后吸附剂灰分、挥发分降低,固定碳含量相对提高。吸附剂经酸碱处理后,表面矿物被溶解,使吸附剂表面粗糙度增大,出现大小分布不均的孔隙,并在一定程度上改变了吸附剂表面的官能团分布。改性吸附剂的孔隙以中孔为主,改性提高了原吸附剂的比表面积。原吸附剂比表面积为51.099m²/g,改性后吸附剂比表面积最高为58.808m²/g,提高了近8m²/g。选定萘、吡咯、对甲酚作为特征污染物进行模拟废水的吸附试验。吸附剂质量浓度越大、吸附时间越长、废水酸性越强、初始浓度越高,特征污染物去除效果越好,且改性吸附剂吸附效果相较于原吸附剂有较大提升。四种吸附剂的等温吸附实验结果与Freundlich吸附模型拟合最好,可用Freundlich模型进行描述。四种吸附剂存在多分子层表面吸附的同时还存在着孔径吸附。四种吸附剂吸附萘、吡咯、对甲酚过程为较容易吸附。相较于准一级动力学模型,四种吸附剂对特征污染物的吸附过程,更符合准二级动力学模型。改性后吸附剂初始速率均大于原吸附剂,且其吸附初始速率由液膜扩散与颗粒内部扩散两种步骤共同控制。四种吸附剂的吸附活化能在物理吸附活化能区间内,故特征污染物在四种吸附剂上的吸附类型为物理吸附。C-Raw对于三种特征污染物吸附过程是放热、熵减、非自发的。该系列吸附剂处理煤焦油加工废水试验中,吸附剂质量浓度、接触时间、废水pH、吸附剂粒度等因素对煤焦油加工废水处理效果会产生较大影响。质量浓度越大、吸附时间越长、废水pH越小、吸附剂粒度越小,废水COD去除率越大。三种改性吸附剂处理煤焦油加工实际废水,相较于原吸附剂,其COD去除率均有所增长。其中废水经硫酸改性吸附剂处理后,其COD值为667.1mg/L,COD去除率可达到59.64%,试验效果最好。本论文插图38幅,表格20个,参考文献83篇。