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混凝—微波辐照Fenton试剂法处理草浆造纸废水的试验研究

作　者: 段远晗
导　师: 杨辉
学　校: 沈阳建筑大学
专　业: 市政工程
关键词: 草浆造纸废水色度混凝 Fenton氧化微波辐照
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

草浆造纸废水成分复杂、有机物浓度高、色度深、可生化性差,生物方法难以降解,采用单一的污水处理技术难以达到造纸废水排放标准。因此,开发出一套对草浆造纸废水行之有效的处理新工艺来满足严格的排放标准成为当前研究热点。本课题主要试验研究混凝-微波辐射Fenton试剂法对草浆造纸废水的处理效果,确定工艺条件,为草浆造纸废水处理提供工艺及技术参数。试验以吉林市某造纸厂某车间排放的草浆造纸废水为处理对象,采用烧杯试验、微波辐照Fenton试剂氧化法进行实验室小试试验。主要内容包括：混凝法预处理草浆造纸废水的混凝剂筛选及处理效果研究；混凝-Fenton法处理草浆造纸废水的效果及影响因素研究；混凝-微波辐射Fnenton法处理草浆造纸废水的效果及影响因素研究；微波与Fenton反应的协同作用机理探讨。五种混凝剂的筛选试验结果表明：聚合硫酸铁对草浆造纸废水混凝效果最好,COD及SS的去除率分别达到了76.4%以及86.4%以上,色度去除率为78%。最佳混凝反应条件是：在室温条件下,调节pH值为2.5、PFS投加量为20mL/L、PAM投加量为2mL/L、先以200r/min的搅拌速度搅拌1min、再以50r/min的搅拌速度反应15min、沉淀时间为30min。用Fenton试剂直接氧化经混凝处理后的草浆造纸废水可以获得较好的处理效果,当H202投加量为13mL/L、FeSO4投加量8mL/L、反应初始pH值3、反应时间60min时,COD去除率为78.5%,色度去除率为61.5%。微波辐照Fenton试剂氧化处理草浆造纸废水,能够提高Fenton试剂的氧化效果,COD去除率提高14%,色度去除率提高13%。微波功率、辐照时间、Fenton试剂投加量、反应初始pH值等因素对处理效果均有不同程度的影响,对于浓度为1170mg/L的草浆造纸废水,当微波功率为450W、辐照时间5min、Fenton试剂投加量为7mL/L、反应初始pH值4时,COD去除率为93%,色度去除率为75%。经混凝-微波辐照Fenton工艺处理后的废水COD去除率达到96.7%,色度去除率达到87%,处理后出水达到了造纸废水排放标准。通过分析认为,微波辐射Fenton与单一Fenton氧化草浆造纸废水的反应过程分两个阶段：第一阶段为二级反应,第二阶段为一级反应；证明了微波辐射具有非热效应,该效应能降低反应活化能,微波功率越大,反应活化能越小。采用混凝-微波辐射Fenton试剂法处理草浆造纸废水,COD、SS、色度均有较好去除效果,出水中的COD、SS、色度能够达到造纸废水排放标准。该工艺可以在草浆造纸废水处理中推广应用。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目次  7-13
第一章绪论  13-25
  1.1 研究背景及目的意义  13
    1.1.1 课题来源  13
    1.1.2 研究背景  13
    1.1.3 研究的目的及意义  13
  1.2 草浆造纸废水的特点及其危害  13-15
    1.2.1 造纸工艺流程及草浆造纸废水的来源  13-14
    1.2.2 草浆造纸废水的特点  14
    1.2.3 草浆造纸废水的危害性  14-15
  1.3 草浆造纸废水处理方法的国内外研究现状  15-17
    1.3.1 物理法  15
    1.3.2 化学法  15-16
    1.3.3 物理化学法  16
    1.3.4 生物法  16-17
    1.3.5 造纸废水处理新方法  17
  1.4 Fenton氧化法在草浆造纸废水处理中的应用  17-21
    1.4.1. 传统的Fenton氧化法在草浆造纸废水中的应用  18-19
    1.4.2 电Fenton法在草浆造纸废水中的应用  19
    1.4.3 光Fenton法在草浆造纸废水中的应用  19-20
    1.4.4 Fenton氧化法与其它方法联用处理草浆造纸废水  20-21
  1.5 微波辐照Fenton试剂法在水处理中的应用  21-23
  1.6 研究内容与技术路线  23-25
    1.6.1 研究的内容  23
    1.6.2 技术路线  23-25
第二章试验装置及分析方法  25-29
  2.1 主要仪器和药品  25-26
    2.1.1 仪器  25
    2.1.2 药品  25-26
  2.2 试验装置  26
  2.3 试验水样  26-27
  2.4 试验及分析方法  27-29
    2.4.1 试验方法  27
    2.4.2 分析方法  27-29
第三章混凝预处理草浆造纸废水的试验研究  29-41
  3.1 混凝药剂的选择  29-32
    3.1.1 混凝药剂的分类  29-30
    3.1.2 本次试验所用的混凝剂  30
    3.1.3 混凝剂的筛选  30-32
  3.2 混凝剂PFS预处理草浆造纸废水的试验研究  32-37
    3.2.1 PFS投加量对草浆造纸废水处理效果的影响  33
    3.2.2 PAM投加量对草浆造纸废水处理效果的影响  33-34
    3.2.3 pH值对草浆造纸废水处理效果的影响  34-35
    3.2.4 慢速搅拌时间对草浆造纸废水处理效果的影响  35-36
    3.2.5 沉降时间对混凝效果影响  36-37
  3.3 最佳混凝试验条件的确定  37-39
    3.3.1 正交试验及结果分析  37-38
    3.3.2 最佳条件下对草浆造纸废水的处理效果  38-39
  3.4 本章小结  39-41
第四章混凝-Fenton氧化法处理草浆造纸废水的试验研究  41-51
  4.1 Fenton氧化试验进水的初始COD浓度确定  41-42
  4.2 Fenton氧化法深度处理草浆造纸废水的影响因素研究  42-46
    4.2.1 H_2O_2投加量对Fenton氧化试验效果的影响  42-43
    4.2.2 FeSO_4投加量对Fenton氧化试验效果的影响  43-44
    4.2.3 初始pH值对Fenton氧化试验效果的影响  44-45
    4.2.4 反应时间对Fenton氧化试验效果的影响  45
    4.2.5 Fenton试剂投加次数对Fenton氧化试验效果的影响  45-46
  4.3 最佳Fenton氧化试验条件的确定  46-48
    4.3.1 正交试验及结果分析  47-48
    4.3.2 最佳反应条件的验证  48
  4.5 本章小结  48-51
第五章混凝-微波辐照Fenton试剂法处理草浆造纸废水的试验研究  51-67
  5.1 微波和Fenton试剂的协同效应的研究  51-52
  5.2 微波-Fenton氧化法深度处理草浆造纸废水的影响因素研究  52-55
    5.2.1 微波功率对微波-Fenton氧化试验效果的影响  52-53
    5.2.2 微波辐照时间对微波-Fenton氧化试验效果的影响  53-54
    5.2.3 Fenton试剂投加量对微波-Fenton氧化试验效果的影响  54
    5.2.4 初始pH值对微波-Fenton氧化试验效果的影响  54-55
  5.3 最佳微波-Fenton氧化试验条件的确定  55-57
    5.3.1 正交试验及结果分析  55-56
    5.3.2 最佳反应条件的验证  56-57
  5.4 微波作用机理的探讨  57-65
    5.4.1 微波辐射Fenton与单一Fenton氧化草浆造纸废水效果的对比  58-59
    5.4.2 Fenton氧化反应动力学模型的建立和活化能的计算  59-60
    5.4.3 微波辐射Fenton与单一Fenton体系反应过程和活化能的对比  60-65
  5.5 本章小结  65-67
第六章结论  67-69
  6.1 结论  67-68
  6.2 建议  68-69
参考文献  69-73
附录  73-83
作者简介  83
攻读硕士研究生学位期间发表的论文  83-85
致谢  85

混凝—微波辐照Fenton试剂法处理草浆造纸废水的试验研究

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