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Fenton氧化法—吸附—离子交换联合工艺处理PTA精制废水的研究
作 者: 陈伟
导 师: 韩伟;吴华志
学 校: 华东理工大学
专 业: 化学工程
关键词: PTA废水 Fenton 大孔树脂 离子交换 COD去除率
分类号: X703
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
在芳香族羧酸的生产过程中会产生大量高浓度有机废水,这种废水它具有污染物浓度高、水质水量变化大、污染物种类多及pH值波动范围大等特点,是较难处理的石油化工废水之一,如果将其直接排放,将会对水生生态造成破坏,所以必须予以处理。本文采用Fenton氧化法对PTA精制废水1进行研究,考察了pH值、FeSO4·7H2O投加量、过氧化氢投加量、过氧化氢投加方式和反应时间等条件对处理效果的影响,结合正交试验,并且考虑生产实际,得到了较佳的操作条件:pH为3.0,过氧化氢一次性投加量为20mL/L, FeSO4·7H2O加入量1.5g/L,曝气时间3h,操作温度55℃,在该条件下PTA精制废水1的COD去除率达到65.5%。对比各种型号大孔树脂对预处理后PTA精制废水2的处理效果,选用HPD-950型大孔树脂。考察了树脂加入量、吸附温度、吸附pH值及振荡强度对大孔树脂吸附过程的影响,发现温度降低、pH值降低、振荡强度增加对吸附处理过程有利;得到了大孔树脂处理废水的较佳操作条件:树脂加入量为8g/L、振荡时间为2.5h、吸附温度为25℃、振荡强度为200rpm和pH值为4。通过动态实验考察了工业化所关注的停留时间,运行时间和再生时间对树脂吸附效果的影响,得出了最佳的操作条件为:停留时间为30min,运行时间为50h,再生时间为30min, PTA精制废水2中COD去除率可达到90%以上。在此基础上采用离子交换法对PTA精制废水3进行深化处理,使PTA精制废水3中金属离子含量达标。通过树脂的筛选实验,发现LS101较为合适PTA废水的处理,当树脂的加入量为5mL/L废水时,废水中金属离子的去除达到了89.7%。随着温度的升高,离子交换反应速度加快,交换容量变化也加快,达到平衡所需时间减少,温度过高时树脂结构会发生微小变化,从而影响了交换能力,所以体系温度超过45℃以后,树脂的效率明显降低。我们选择45℃为最优温度。通过盐酸再生可以恢复饱和树脂的活性,使用静态浸泡方式,再生剂用量:LS101树脂用量仅为90mL:60mL。
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全文目录
摘要 5-6 ABSTRACT 6-10 第1章 绪论 10-26 1.1 PTA精制废水处理的研究背景 10-15 1.1.1 PTA生产工艺 10-15 1.1.2 PTA精制废水特点 15 1.2 PTA精制废水的处理 15-17 1.2.1 物理化学处理 15-16 1.2.2 生物化学处理 16-17 1.3 Fenton氧化法发展概况 17-18 1.4 吸附法在废水处理中的应用 18-22 1.4.1 活性炭吸附法 18-19 1.4.2 大孔树脂吸附法 19-22 1.5 离子交换在废水处理中的应用 22-24 1.6 本课题的意义和研究内容 24-26 第2章 Fenton试剂氧化法处理PTA精制废水1 26-36 2.1 前言 26-27 2.1.1 Feton试剂氧化法反应机理 26 2.1.2 本章研究内容 26-27 2.2 Fenton试剂处理PTA精制废水1实验 27-28 2.2.1 原料和试剂 27 2.2.2 实验仪器 27 2.2.3 Fenton氧化实验步骤 27-28 2.2.4 分析方法 28 2.3 结果与讨论 28-35 2.3.1 pH的确定 28-29 2.3.2 过氧化氢投加量的确定 29-30 2.3.3 FeSO_4·7H_2O投加量的确定 30-31 2.3.4 反应时间的确定 31-32 2.3.5 过氧化氢投加方式的确定 32-33 2.3.6 反应温度的确定 33 2.3.7 FeSO_4·7H_2O和过氧化氢投加比例的确定 33-35 2.4 小结 35-36 第3章 大孔树脂吸附处理PTA精制废水2的研究 36-47 3.1 引言 36-37 3.2 实验原料及仪器 37-38 3.2.1 原料及试剂 37 3.2.2 实验仪器 37-38 3.3 大孔树脂的筛选 38 3.3.1 大孔树脂的预处理 38 3.4 静态实验 38-43 3.4.1 树脂加入量对吸附效果的影响 38-39 3.4.2 振荡时间对吸附效果的影响 39-40 3.4.3 吸附温度对吸附效果的影响 40-41 3.4.4 振荡强度对吸附效果的影响 41-42 3.4.5 pH值对吸附效果的影响 42-43 3.5 动态试验 43-46 3.5.1 实验装置 43-44 3.5.2 停留时间考察 44 3.5.3 运行时间考察 44-45 3.5.4 再生时间考察 45-46 3.6 小结 46-47 第4章 离子交换树脂处理PTA精制废水3的研究 47-58 4.1 实验材料及装置 47-48 4.1.1 实验材料 47-48 4.1.2 实验装置 48 4.2 实验方法 48-49 4.2.1 离子交换树脂的预处理 48 4.2.2 静态实验 48-49 4.2.3 动态实验 49 4.2.4 分析方法 49 4.3 结果与讨论 49-57 4.3.1 离子交换树脂的初步选型 49-50 4.3.2 静态实验研究 50-54 4.3.3 动态实验结果 54-57 4.4 小结 57-58 第5章 结论与展望 58-60 5.1 结论 58-59 5.2 展望 59-60 参考文献 60-63 致谢 63
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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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