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超声波强化处理酸性大红GR废水的研究

作　者: 刘绍刚
导　师: 贺启环
学　校: 南京理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 声空化降解混凝化学氧化催化氧化微电解
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

论文主要研究和探索了超声波降解、超声波／混凝沉淀、超声波／化学氧化、超声波／催化氧化、超声波／微电解等几种工艺处理酸性大红GR染料废水的技术、各项指标(化学耗氧量COD和色度)的处理效果及适宜的工艺参数，并结合紫外光谱、红外光谱和原子吸收光谱三种仪器分析手段对处理结果进行了进一步分析说明，其主要内容概括如下：以酸性大红GR染料废水为对象，考察了废水浓度、pH值、超声时间及嚗气等因素对其降解效率的影响；实验表明：最佳工艺条件为：pH值为2.2左右；辐照时间为40min：超声功率80W～90W；使用曝气充氧：最佳温度控制在20℃～40℃。研究了超声波的施加方式对混凝作用的影响，并通过正交试验找出超声／混凝强化作用的最佳工艺组合；实验表明，超声波对混凝沉淀有一定的作用，但效果不显著。研究了超声波／二氧化氯化学氧化效果的影响，并结合化学氧化的工艺条件，通过在均相反应体系中施加超声波，进行对比试验，从中找出超声波在化学氧化中的应用方法、条件及效果分析。研究了超声波／催化氧化的强化作用，并对自制的催化剂的寿命和超声对催化剂的作用进行了初步研究；实验表明超声波在催化氧化中起了很好的促进作用，加快了液-固相的反应速率和传质过程，同时清洗更新了催化剂的表面，增强了活性组分的活性，延长了催化剂的使用寿命。研究了在Fe／C固定体系中，施加超声波作用的对比研究，找出超声波在微电解中的应用方式及影响效果；实验结果表明，超声波对微电解床的板结及处理效果的稳定性有一定的促进作用。

全文目录

1 引言  9-13
  1.1 水资源污染状况  9
  1.2 染料废水处理国内外现状及存在的问题  9-10
  1.3 本论文研究的目的和意义  10
  1.4 本论文的主要研究内容、方法与技术路线  10-13
2 理论基础  13-22
  2.1 超声波降解水中有机污染物技术的发展状况  13
  2.2 超声波的作用机理  13-14
    2.2.1 空化理论  13
    2.2.2 自由基理论  13-14
    2.2.3 机械剪切作用  14
    2.2.4 絮凝作用  14
  2.3 超声波反应器的类型与特点  14-15
    2.3.1 超声清洗槽式反应器  14
    2.3.2 变幅杆浸入式反应器  14-15
    2.3.3 平行板近场声处理器(NAP)  15
    2.3.4 正交反应器  15
  2.4 微电解机理  15-16
  2.5 混凝机理  16-17
  2.6 絮凝动力学  17-18
  2.7 二氧化氯的理化性质  18-19
  2.8 超声波在催化氧化反应中的作用机理  19
  2.9 超声用于催化剂的制备和再生  19-20
  2.10 二氧化氯催化氧化原理  20-21
  2.11 处理对象的选择  21-22
3 药品与方法  22-28
  3.1 实验仪器及药品  22-23
    3.1.1 主要仪器  22-23
    3.1.2 主要药品  23
  3.2 废水及药剂的配制  23
    3.2.1 废水的配制  23
    3.2.2 氧化剂的配制  23
  3.3 实验方法  23-26
    3.3.1 超声波单独处理酸性大红GR实验  23-24
    3.3.2 超声波强化混凝处理酸性大红GR实验  24
    3.3.3 超声波／二氯化氯化学氧化实验  24
    3.3.4 催化剂的制备  24-25
    3.3.5 超声波／二氧化氯催化氧化实验  25
    3.3.6 催化剂再生实验  25
    3.3.7 超声波／催化氧化对比实验  25
    3.3.8 超声波／微电解实验  25-26
  3.4 分析方法  26
    3.4.1 COD的测定  26
    3.4.2 色度的测定  26
    3.4.3 pH值的测定  26
    3.4.4 混凝脱色率的测定  26
  3.5 处理效果的评价方法  26-28
4 实验结果与讨论  28-67
  4.1 超声波直接处理酸性大红GR染料试验  28-36
    4.1.1 反应体系pH值对处理效果的影响  28-29
    4.1.2 反应时间对处理效果的影响  29-30
    4.1.3 输出功率W对处理效果的影响  30
    4.1.4 曝气充氧与否对处理效果的影响  30-31
    4.1.5 处理水量大小对处理效果的影响  31-32
    4.1.6 处理废水的初始浓度对COD去除率的影响  32-33
    4.1.7 介质温度对去除率的影响  33
    4.1.8 图谱分析  33-36
    4.1.9 本节小结  36
  4.2 超声波／混凝沉淀处理效果的研究  36-48
    4.2.1 单一FeSO_4处理酸性大红GR染料废水最佳pH值的确定  36-37
    4.2.2 FeSO_4投加量与脱色率及COD去除率之间的关系  37-38
    4.2.3 强化FeSO_4混凝沉淀时超声波施加方式对处理效果的影响  38-40
    4.2.4 强化FeSO_4混凝沉淀时超声波施加方式对处理效果的最佳工艺条件的选择  40-46
    4.2.5 图谱分析  46-47
    4.2.6 本节小结  47-48
  4.3 超声波／二氧化氯化学氧化酸性大红GR染料废水结果  48-52
    4.3.1 反应体系pH值对处理效果的影响及最佳pH值的确定  48-49
    4.3.2 反应时间的选择  49-50
    4.3.3 氧化剂投加量的确定  50-52
    4.3.4 本节小结  52
  4.4 超声波／二氧化氯催化氧化酸性大红GR染料废水结果与及催化剂的制备  52-56
    4.4.1 1#催化剂  52
    4.4.2 2#催化剂  52-53
    4.4.3 超声波／1#催化剂催化氧化试验  53-54
    4.4.4 超声波／2#催化剂催化氧化试验  54-56
  4.5 对比实验  56-61
    4.5.1 1#催化剂的对比实验  56-58
    4.5.2 图谱分析  58-61
  4.6 催化剂寿命与再生试验  61-65
    4.6.1 1#催化剂的失活再生试验  61-63
    4.6.2 2#催化剂的失活再生试验  63-65
  4.7 超声波／微电解的试验  65-67
    4.7.1 本节小结  66-67
结论  67-70
致谢  70-71
参考文献  71-74
附录1 实验分析方法  74-76
附录2 实验装置  76-78
附录3 实验数据  78

超声波强化处理酸性大红GR废水的研究

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