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Fenton氧化——絮凝法处理含毒害污染物废水的研究

作　者: 李翔美
导　师: 赵旭涛
学　校: 西北师范大学
专　业: 环境科学
关键词: Fenton 絮凝 PFOS 对苯二酚深度处理
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

Fenton氧化法处理有机废水是一种高级氧化技术,将其与絮凝沉淀法联用,通过Fenton试剂的强氧化性、Fe(OH)3的吸附作用和高分子絮凝剂的絮凝或助凝作用,更能有效的去除废水中有毒有害有机污染物。本文以含可持久性污染物PFOS废水和含高毒害性有机物对苯二酚废水为研究对象,对模拟有机废水进行了Fenton氧化降解和后续沉降实验的研究,考察了反应时间、温度、初始pH值、H2O2投加量、Fe2+初始浓度、盐度、絮凝剂投加量等因素对有毒有害物质去除效果的影响,得到主要结论如下:1)Fenton试剂对PFOS没有氧化作用;加碱后反应产物Fe(OH)3对PFOS具有吸附作用,PFOS浓度可降至0.807mg·L-1,去除率接近60%;高盐条件利于Fe(OH)3对PFOS的吸附作用,尽管尚不清楚其机理;絮凝剂CPAM的加入起不到去除PFOS的作用,且对Fe(OH)3的吸附作用起不到助凝效果。2)确定Fenton氧化对苯二酚废水试验的最佳运行条件为:H2O2浓度9.794 mmol·L-1,初始Fe2+浓度为2.4485 mmol·L-1,初始pH为3.5,反应时间为45min。高盐条件下会导致TOC去除率的降低。选用PDADMAC为絮凝剂,最终达到54.68%的TOC去除率,效果并不理想,有必要对Fenton氧化工艺改进。本研究还以某化工园区污水处理厂二沉池出水为对象,进行了Fenton氧化——絮凝法在化工废水深度处理中的应用研究,确定Fenton氧化深度处理化工废水最佳运行条件为: H2O2投加量为7.346mmol·L-1 , Fe2+初始浓度为0.9182mmol·L-1,反应时间为90min;在最优反应条件下,TOC去除率为45.64%;在絮凝剂的选择上,相比CPAM,PDADMAC具有投加量少,TOC去除率高的优势,故选择PDADMAC为强化絮凝工艺的絮凝剂,PDADMAC最佳投加量为2mg·L-1,TOC去除率可达54.68%,最终出水可严格满足二级排放标准的要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第1章绪论  9-23
  1.1 研究背景  9-10
    1.1.1 我国水资源与水污染现状  9-10
    1.1.2 水污染对策  10
  1.2 高级氧化技术  10-15
    1.2.1 高级氧化法的特点  11-12
    1.2.2 羟基自由基的反应类型  12-13
    1.2.3 高级氧化处理技术方法  13-15
  1.3 Fenton 氧化处理理论基础  15-19
    1.3.1 Fenton 氧化法的发展历程  15
    1.3.2 Fenton 氧化法的基本原理  15-17
    1.3.3 H_20_2理论投加量的计算  17
    1.3.4 Fenton 试剂在水处理中的应用  17-19
  1.4 后絮凝理论基础  19
    1.4.1 Fe~(3+)在水中的危害  19
    1.4.2 铁盐系列絮凝剂的作用机理  19
  1.5 絮凝剂的分类及应用  19-23
    1.5.1 絮凝原理  20
    1.5.2 无机絮凝剂  20-21
    1.5.3 有机絮凝剂  21
    1.5.4 微生物絮凝剂  21-22
    1.5.5 絮凝剂的发展方向  22-23
第2章实验部分  23-26
  2.1 实验仪器与药品  23-24
    2.1.1 实验仪器  23
    2.1.2 实验药品  23-24
  2.2 实验内容与方法  24-26
    2.2.1 实验内容  24-25
    2.2.2 水质检测方法  25-26
第3章 Fenton 氧化——絮凝法在持久性有机污染物PFOS 处理中的应用  26-34
  3.1 PFOS 的物理化学特性  26-27
  3.2 实验方法  27-29
    3.2.1 实验步骤  27
    3.2.3 液相色谱-质谱工作条件  27-28
    3.2.4 峰面积与PFOS 浓度对应关系标准曲线的建立  28-29
  3.3 实验结果与讨论  29-33
    3.3.1 反应时间对PFOS 去除率的影响  29-30
    3.3.2 反应温度对PFOS 去除率的影响  30-31
    3.3.3 Fe(OH)3吸附对PFOS 去除率的影响  31
    3.3.4 高盐条件下Fe(OH)3吸附对PFOS 去除率的影响  31-32
    3.3.5 PFOS 质量浓度随CPAM 投加量的变化趋势  32-33
  3.3 本章小结  33-34
第4章 Fenton 氧化——絮凝法在毒害污染物对苯二酚处理中的应用  34-42
  4.1 实验步骤  34
  4.2 Fenton 氧化对苯二酚实验结果与讨论  34-39
    4.2.1 最佳反应时间的确定  34-35
    4.2.2 温度对Fenton 氧化处理效果的影响  35-36
    4.2.3 初始pH 值对Fenton 氧化处理效果的影响  36
    4.2.4 H_20_2投加量对Fenton 氧化处理效果的影响  36-37
    4.2.5 Fe~(2+)初始浓度对Fenton 氧化处理效果的影响  37-38
    4.2.6 盐度对Fenton 氧化处理效果的影响  38-39
  4.3 后絮凝沉淀实验结果与讨论  39-41
    4.3.1 CPAM 最佳投加量的确定  39-40
    4.3.2 PDADMAC 最佳投加量的确定  40
    4.3.3 最优絮凝剂的确定  40-41
  4.4 本章小结  41-42
第5章 Fenton 氧化——絮凝法在化工废水深度处理中的应用  42-52
  5.1 实验用水来源及水质分析  42-43
  5.2 实验方法  43
  5.3 反应初始条件的确定  43
  5.4 Fenton 氧化实验结果与讨论  43-47
    5.4.1 Fenton 氧化的最佳H202投加量  43-45
    5.4.2 Fenton 氧化的最佳Fe2+初始浓度  45-46
    5.4.3 Fenton 氧化的最佳反应时间  46-47
  5.5 后絮凝沉淀实验结果与讨论  47-51
    5.5.1 CPAM 最佳投加量的确定  48-49
    5.5.2 PDADMAC 最佳投加量的确定  49-50
    5.5.3 最优絮凝剂的确定  50-51
  5.6 本章小结  51-52
第6章结论  52-53
参考文献  53-56
攻读学位期间的研究成果  56-57
致谢  57

Fenton氧化——絮凝法处理含毒害污染物废水的研究

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