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混凝—电催化氧化—微电解-Fenton试剂组合工艺处理化学清洗模拟废水

作　者: 程鹏
导　师: 朱乐辉
学　校: 南昌大学
专　业: 环境科学
关键词: 化学清洗废水混凝电催化铁炭微电解 Fenton
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 49次
引　用: 1次
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内容摘要

清洗废水有机物浓度高,含盐量大,BOD/COD比值小,不能直接用生化法处理COD。本文采用混凝-电催化-微电解-Fenton组合工艺处理清洗废水,以期获得一种高效可行的清洗废水处理技术。整个试验过程分为四个阶段,第一阶段主要研究了分别以聚合氯化铝、聚合硫酸铁为混凝剂,聚丙烯酰胺(PAM)为助凝剂作为研究对象的混凝沉淀实验,得出最佳混凝剂聚合氯化铝及混凝沉淀实验的最佳反应条件；第二阶段主要研究了铁炭微电解、电催化-微电解的最佳实验条件；第三阶段主要研究Fenton氧化的处理效果。第四阶段主要研究混凝-电催化-微电解-Fenton组合工艺连续性稳定实验。结果表明：通过正交实验和单因素法确定混凝法处理清洗废水的适宜条件为：混凝剂PAC投加量0.6g/L,PAM投加量2mg/L,反应pH值为8,快速搅拌(搅拌速率：200r/min) 2min,随后慢速搅拌(搅拌速率：80r/min) 8min,沉淀时间30min。利用单因素法确定铁炭微电解法处理清洗废水的适宜条件为铁炭投量为60g/L,铁炭比为3：1,曝气量为0.2L/min, pH=2,反应时间2h。采用微电解-电催化氧化复合处理法可以进一步提升对混凝处理后清洗废水的COD去除率,通过正交试验得到了最佳处理工艺为铁炭量为80g/L,槽间电压为20V,反应时间为60min,电解质用量为1g/L,pH=2。Fenton氧化法由正交实验和单因素实验确定处理清洗废水的适宜条件为：H202投加量为18mL/L,多次投加,pH值为3, FeSO4·7H2O投加量为4.05g/L,反应时间60min。在最佳工艺条件下,组合工艺处理效果稳定,重现性良好,CODC,平均去除率达到89%以上,COD出水浓度平均为91.8mg/L,满足《污水综合排放标准》表4的一级排放标准(COD≤100mg/L)的要求。本组合工艺运行费用以药品消耗为主,运行成本约为29.418元／吨。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第1章绪论  9-17
  1.1 化学清洗废水的来源、特性与危害  9-10
    1.1.1 化学清洗废水的来源  9
    1.1.2 化学清洗废水的特性  9-10
    1.1.3 化学清洗废水的危害  10
  1.2 化学清洗废水的处理方法  10-14
    1.2.1 中和法  10
    1.2.2 化学沉淀法  10-11
    1.2.3 催化氧化法  11-12
    1.2.4 生化法  12-13
    1.2.5 电化学处理法  13-14
  1.3 试验课题及目的、意义和研究内容  14-17
    1.3.1 试验课题的来源  14-15
    1.3.2 试验课题的研究目的和意义  15
    1.3.3 试验课题的研究内容  15-17
第2章实验理论基础与方法  17-27
  2.1 混凝的作用机理  17-18
    2.1.1 压缩双电层  17
    2.1.2 电性中和  17-18
    2.1.3 吸附架桥  18
    2.1.4 网捕作用  18
  2.2 电催化氧化机理  18-20
    2.2.1 电化学直接氧化法  18-19
    2.2.2 电化学间接氧化法  19-20
  2.3 铁炭微电解的作用机理  20-21
  2.4 Fenton氧化机理  21-22
  2.5 实验材料和分析方法  22-23
    2.5.1 废水水质  22
    2.5.2 主要测试项目及分析方法  22
    2.5.3 仪器和试剂  22-23
  2.6 混凝试验  23
    2.6.1 混凝剂的选用  23
    2.6.2 混凝试验方法  23
  2.7 电催化-微电解复合试验  23-24
    2.7.1 铁屑预处理  23
    2.7.2 微电解静态实验方法  23-24
    2.7.3 设计电催化氧化反应器  24
    2.7.4 电催化氧化-微电解实验方法  24
  2.8 Fenton氧化试验  24-25
  2.9 混凝-电催化-微电解-Fenton连续性实验及初步工艺设计  25-26
  2.10 本章小结  26-27
第3章混凝实验的结果与讨论  27-34
  3.1 不同混凝剂的处理效果对比  27
  3.2 影响因素的正交实验结果  27-29
  3.3 混凝实验影响因素的单因素研究  29-32
    3.3.1 混凝剂PAC投加量对混凝处理效果的影响  29-30
    3.3.2 助凝剂PAM投加量对混凝处理效果的影响  30-31
    3.3.3 初始pH值对混凝处理效果的影响  31
    3.3.4 搅拌方式对混凝处理效果的影响  31-32
    3.3.5 沉淀时间对混凝处理效果的影响  32
  3.4 本章小结  32-34
第4章电催化氧化-铁炭微电解实验结果与讨论  34-42
  4.1 铁炭微电解处理清洗废液的结果与讨论  34-38
    4.1.1 铁炭投加量对微电解处理效果的影响  34-35
    4.1.2 不同铁炭比对微电解处理效果的影响  35
    4.1.3 反应时间对微电解处理效果的影响  35-36
    4.1.4 初始pH值对微电解处理效果的影响  36-37
    4.1.5 曝气对微电解处理效果的影响  37-38
  4.2 电催化-铁炭微电解处理模拟清洗废水的结果与讨论  38-41
  4.3 本章小结  41-42
第5章 Fenton氧化的实验结果与讨论  42-48
  5.1 Fenton氧化影响因素的正交实验结果  42-43
  5.2 Fenton氧化实验影响因素的单因素研究  43-47
    5.2.1 双氧水投加量对Fenton反应处理效果的影响  43-44
    5.2.2 FeSO_4·7H_2O投加量对Fenton反应处理效果的影响  44-45
    5.2.3 初始pH值对Fenton反应处理效果的影响  45-46
    5.2.4 最佳反应时间对Fenton反应处理效果的影响  46
    5.2.5 双氧水投加方式对Fenton反应处理效果的影响  46-47
  5.3 本章小结  47-48
第6章混凝-电催化-微电解-Fenton连续性实验及初步工艺设计  48-52
  6.1 连续性实验结果  48-50
    6.1.1 混凝处理连续实验结果  48
    6.1.2 电催化-微电解复合处理连续实验结果  48-49
    6.1.3 Fenton试剂处理连续实验结果  49
    6.1.4 工艺效果稳定性实验结果  49-50
  6.2 废水处理装置运行成本分析  50-51
  6.3 本章小结  51-52
第7章结论与展望  52-54
  7.1 结论  52-53
  7.2 展望  53-54
致谢  54-55
参考文献  55-59
攻读学位期间的研究成果  59

混凝—电催化氧化—微电解-Fenton试剂组合工艺处理化学清洗模拟废水

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