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Fenton氧化法在草浆造纸废水深度处理中的应用研究

作　者: 李晓光
导　师: 王曙光；季明
学　校: 山东大学
专　业: 环境工程
关键词: Fenton氧化草浆造纸废水深度处理
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着国家造纸废水排放标准的进一步加严,传统的物理化学+生物化学二级处理工艺已经不能满足对污染物去除的要求。环境工程中的高级氧化技术在处理有毒有害难降解的污染物方面具有较强的应用优势,具有高效、快速、没有二次污染等诸多特点,受到越来越多科研人员以及业主们的关注。本文在查阅相关造纸废水深处理技术的基础之上,研究了Fenton高级氧化法处理造纸废水的基本原理以及Fe3+的絮凝作用机理,并以草浆造纸废水二级生化工艺处理后的出水为研究对象,对废水的主要水质指标及污染物的特征进行表征,采用Fenton氧化+絮凝处理这一工艺对草浆造纸废水二级生化处理出水进行深度处理研究。本论文通过正交试验和单因素轮换试验,考察了影响Fenton氧化法处理造纸废水的主要因素。通过正交试验,确定了影响Fenton氧化反应的主要因素以及最佳的参数范围；然后再利用单因素轮换试验法对这些因素处理效果的影响进行考察分析,并得到各个因素与CODcr去除率和色度去除率的关系曲线,从而确定出最佳加药量。同时,根据Fe3+的絮凝作用,利用混凝烧杯沉淀试验法对Fenton氧化出水进行絮凝沉淀,这样既去除了水体中的三价铁离子,又减少了对环境的污染,同时加速了污泥的沉降,提高了CODcr、SS以及色度的去除效果。通过试验室小试,确定了Fenton氧化法的最佳运行条件：双氧水的投加量在190mg／L左右,pH值控制在4-5之间,亚铁与双氧水的比例控制在0.7左右,硫酸亚铁的投加量为640mg／L,反应时间为1小时。并在此基础上进行了动态试验,利用10L的反应柱,进行连续试验。通过个多月的连续试验,在其他参数不变的情况下,发现将进水pH值逐渐调节到5,并不影响整体的去除效果。究其原因是因为在在反应过程中体系终点的pH值在3.5-4之间,在反应过程中生成的铁氧化物逐渐吸附在载体上,创造了酸性环境,同时增大了铁离子的含量,因此调高进水pH值得同时,可以将亚铁和双氧水的比例调整至0.7。此外生产性中试进一步验证了前段试验得出的最佳运行参数。此外,从运行成本上进一步分析了该工艺：按照目前该厂化学品的价格进行了核算,吨水处理成本在1.316元。按照每天回用2万水,日可节约2万方的地下水开采量,同时节约取水费6万元。最后,本文作者提出几个目前工程运行中存在的实际问题：防腐问题,污泥减量化问题以及污泥综合利用问题。

全文目录

摘要  7-9
Abstract  9-11
第一章绪论  11-31
  1.1 研究背景  11-14
    1.1.1 国内外制浆造纸企业污染现状  11-12
    1.1.2 山东省造纸现状及污染现状  12
    1.1.3 从标准修订角度看草浆造纸企业的发展  12-14
      1.1.3.1 从国家标准修订角度看草浆造纸企业的发展  12-14
      1.1.3.2 从地方标准修订角度看草浆造纸企业的发展  14
  1.2 草类制浆造纸废水产生、污染特征及深度处理现状  14-25
    1.2.1 草类制浆造纸废水的来源  14-18
    1.2.2 草浆造纸中段废水的污染物及其对环境的危害  18-19
    1.2.3 现有制浆造纸中段废水深度处理综述  19-25
      1.2.3.1 混凝技术  19-20
      1.2.3.2 吸附技术  20-21
      1.2.3.3 膜分离技术  21-22
      1.2.3.4 生化技术  22-23
      1.2.3.5 电化学技术  23-24
      1.2.3.6 高级氧化技术  24-25
  1.3 课题研究的理论依据、目的、内容  25-31
    1.3.1 理论依据  25-28
      1.3.1.1 Fenton氧化原理  25-27
      1.3.1.2 铁离子在Fenton反应中的作用  27-28
      1.3.1.3 絮凝沉淀原理  28
    1.3.2 课题研究的目的  28-29
    1.3.3 课题研究的内容  29-31
第二章试验材料与试验方法  31-39
  2.1 试验研究的对象以及预期达到的目标  31-32
  2.2 试验材料  32-33
    2.2.1 试验仪器  32
    2.2.2 试验所用药品  32-33
    2.2.3 试验装置  33
  2.3 试验方法  33-36
    2.3.1 正交试验设计方法  34-36
    2.3.2 单因素轮换试验法  36
  2.4 Fenton氧化试验方法  36
  2.5 烧杯试验方法  36-37
  2.6 分析方法  37-38
  2.7 检测项目与方法  38-39
第三章 Fenton氧化法试验研究  39-47
  3.1 Fentont氧化正交试验结果与分析  39-40
  3.2 Fenton氧化法单因素试验结果与分析  40-46
    3.2.1 pH值对Fenton氧化处理效果的影响  41
    3.2.2 H_2O_2加入量对Fenton体系处理效果的影响  41-43
    3.2.3 Fe~(2-)加入量对Fenton体系处理效果的影响  43-44
    3.2.4 反应时间对Fenton体系处理效果的影响  44-45
    3.2.5 反应温度对Fenton体系处理效果的影响  45-46
  3.3 本章小结  46-47
第四章 Fenton氧化法后续处理试验研究  47-52
  4.1 PH值对后续处理的影响  48
  4.2 PAM的投加量对后续处理的影响  48-50
  4.3 本章小结  50-52
第五章中试试验  52-57
  5.1 中试试验方案  52
  5.2 中试试验运行条件的确定  52-55
    5.2.1 试验室内连续运行试验  52-54
    5.2.2 生产性试验  54-55
  5.3 运行成本分析  55-56
  5.4 本章小结  56-57
第六章总结  57-59
第七章参考文献  59-64
致谢  64-65
学位论文评阅及答辩情况表  65

Fenton氧化法在草浆造纸废水深度处理中的应用研究

内容摘要

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