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石化有机废水环境风险识别及利用绿色能源的电化学处理方法研究

作　者: 昝牧然
导　师: 刘淼
学　校: 吉林大学
专　业: 环境科学
关键词: 有机废水环境风险识别电化学氧化处理方法绿色能源
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

石化企业是我国国民经济的重要支柱产业,石油化工在生产过程中涉及到大量有毒、有害、易燃、易爆性质的原材料、中间产品和最终产品。在生产过程中所使用和产生的有机废水对环境的污染非常严重、复杂,而且很容易造成重、特大水污染事故。随着石油化工企业新建和改扩建项目的不断建成和投产,石化企业有机废水环境风险日益突出。工业有机废水是主要的水体污染源。随着现代重化工业及造纸印和染工业的发展,不断扩大的生产规模产生的大量有毒有害物质难以及时处理,并且由于地方监管不力,废水大量排放对自然环境的污染日益加剧,尤其是石油、化工、橡胶、农药、印染、造纸等行业排放居前。工业有机废水具有较强的抗光解、抗生物降解和抗氧化性,由于污染物组分复杂、含量高,并且毒性较强、生化降解性差,对环境污染严重,使地面水体恶化,严重威胁着人类的健康。由于石化企业生产的特殊性,决定了其有机废水的环境风险识别较其他评价项目有不可比拟的复杂性和重要性。有机废水的电化学催化氧化处理法作为一种优良环保的高级氧化技术,越来越受到环保领域的重视,此技术具有环境兼容性好,适应性强、节约化学试剂、便于操作且无二次污染的特点。但是到目前为止,由于存在许多亟待解决的问题,电化学氧化实现工业化还有相当的距离,所以,很有必要对电化学氧化处理降解有机废水进行深入研究。但是,电化学氧化处理降解有机废水由于电流效率偏低,电极工作效率不理想,导致处理过程耗电量大,在工业生产实际应用中经济性差。而开发和利用新能源尤其是利用太阳能,不但可以节能减排,而且可以降低环境污染,改善人类的生存空间、提高人类的生活质量。因此,利用太阳能进行电化学氧化处理有机废水的研究具有重要意义。采用电化学氧化处理有机废水,电极材料对氧化性能的影响尤为重要,要求既能导电,又能对反应物进行活化,提高电子的转移速率,对电化学反应起到催化和选择作用。因而,对电极材料的设计和制备具有较高的要求。电极制备中掺稀土金属镧工艺和过渡金属钻工艺、镍工艺的引入,使得Ti-PbO2沉积层表面微结构产生变化,容易产生更多活性中心,可改善电解反应中对目标污染物的高选择性吸收和高反应活性的要求。本文对石化企业有机废水环境风险识别和电化学氧化处理方法进行了研究,并做了相应模拟实验：第一,研究了石化企业有机废水风险识别的方法、特点、内容及方法。第二,探讨了电化学催化氧化技术处理有机废水的原理和优缺点。第三,探讨了太阳能发电的巨大潜力以及利用太阳能发电的技术现状、经济展望和太阳能发电的问题和发展前景。并针对石油化工行业太阳能发电进行了探讨。第四,对处理有机废水的电极进行了探讨。第五,以吉林石化公司乙烯厂乙烯装置为例,根据产品和生产装置的实际情况,识别了该装置有机废水的环境风险。第六,对利用太阳能电源处理乙烯装置有机废水进行了模拟试验并对试验结果进行了讨论。本论文阐述了石化企业有机废水的环境风险识别,可以为石化企业有机废水的环境风险识别提供理论参考,对四种电极的制备和表征进行探讨以及利用太阳能发电对乙烯装置有机废水电化学氧化处理进行的模拟试验可以为同类生产装置有机废水处理的深入试验提供借鉴。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-12
第1章绪论  12-16
  1.1 研究意义  12-15
    1.1.1 石油化工企业生产特点  12
    1.1.2 石化企业有机废水环境风险识别  12-14
    1.1.3 电化学氧化法处理石化企业有机废水  14
    1.1.4 利用太阳能电源进行有机废水的电化学氧化处理  14-15
  1.2 研究思路  15-16
第2章相关基本概念  16-17
  2.1 环境风险识别  16
  2.2 有机废水  16
  2.3 绿色能源  16-17
第3章石化企业有机废水环境风险识别  17-19
  3.1 石化企业有机废水环境风险识别的方法  17
  3.2 石化企业有机废水环境风险分布及类型  17-18
  3.3 石化企业有机废水环境风险特点  18
    3.3.1 爆发的突然性  18
    3.3.2 危害的严重性  18
    3.3.3 危害的长期性  18
  3.4 石化企业有机废水环境风险识别的内容及范围  18-19
第4章太阳能电力的开发和利用  19-23
  4.1 绿色能源的开发和利用  19-20
  4.2 太阳能光伏发电技术现状  20-21
  4.3 太阳能发电在我国的应用前景  21-23
第5章电化学催化氧化技术处理有机废水  23-30
  5.1 电化学催化氧化技术的原理  23-24
  5.2 电化学催化氧化技术处理有机废水的原理  24-25
  5.3 电化学催化氧化技术处理有机废水的优缺点  25-26
  5.4 电化学氧化技术处理有机废水的电极选材和电极制备  26-28
    5.4.1 电极材料性能要求  26-27
    5.4.2 电极的修饰  27-28
  5.5 二氧化铅电极降解有机物的机理  28-29
  5.6 电化学氧化技术处理有机废水工业应用状况  29-30
第6章吉林石化公司乙烯厂乙烯装置有机废水环境风险识别  30-34
  6.1 吉林石化乙烯厂乙烯装置概况  30-31
    6.1.1 乙烯厂概况  30
    6.1.2 乙烯装置概况  30-31
  6.2 乙烯装置有机废水环境风险识别  31-34
第7章乙烯装置有机废水电化学处理的模拟试验  34-44
  7.1 乙烯装置有机废水水质情况  34
  7.2 主要仪器  34
  7.3 试验设计  34-35
  7.4 试验过程与方法  35-39
    7.4.1 电极的制备  35-37
    7.4.2 电极的表面层形貌及晶型分析  37-38
    7.4.3 有机废水CODcr测定  38-39
  7.5 实验结果与讨论  39-44
    7.5.1 不同电极电解有机废水CODcr试验结果  39-40
    7.5.2 不同电解条件对有机废水降解影响的研究  40-42
    7.5.3 试验结论  42-44
第8章总结与建议  44-46
  8.1 总结  44
  8.2 论文的不足  44-45
  8.3 建议  45-46
参考文献  46-50
硕士期间发表的论文  50-51
致谢  51

石化有机废水环境风险识别及利用绿色能源的电化学处理方法研究

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