超声/臭氧联合工艺处理杂环类农药废水的研究

论文摘要

杂环类农药废水具有成分复杂、有机物浓度高、可生化性差及生物毒性强等特点,还含有大量杂环类化合物,大大增加了处理难度。本文以提高废水可生化性和降低废水生物毒性为目的,采用超声/臭氧联合工艺对杂环类农药废水进行处理研究。实验结果表明,超声/臭氧工艺能有效处理杂环类农药废水,废水的COD去除率达67.2%；废水可生化性明显改善,BOD5/COD由0.03提高至0.55；废水生物毒性降低78.85%,EC50从11%增加至52%。而超声工艺和臭氧氧化工艺对废水的COD去除率分别为33.7%和58.6%,BOD5/COD从0.03分别提高至0.08和0.33,EC50从11%分别增加至16%和46%,生物毒性分别降低45.45%和76.09%。考察废水初始pH、超声频率、超声功率、变幅杆直径和臭氧消耗量等因素对超声/臭氧联合工艺去除废水COD的影响。结果发现：随废水初始pH的升高,COD去除率增大；低频率超声有利于废水的处理；随超声功率和变幅杆直径的增加,COD去除率均呈现先升后降的规律,但变化较小；增加臭氧消耗量能显著提高废水COD的去除率。联合工艺去除废水COD的最佳工艺参数为：pH 9、超声频率20kHz、功率300W、变幅杆直径10mm和臭氧消耗量454.8mg/（L·min）。超声/臭氧联合工艺处理废水时,随反应时间的增加,废水的可生化性显著改善,但当废水初始pH大于9、反应时间超过120min后废水可生化性出现降低趋势；废水生物毒性随反应时间的增加也显著降低,但当废水初始pH大于11、反应时间超过120min后废水生物毒性出现升高趋势。废水初始pH对超声/臭氧工艺改善废水可生化性和降低废水生物毒性均有明显影响,随pH的升高,废水可生化性不断提高,生物毒性也不断降低。GC-MS结果显示超声/臭氧联合工艺处理后废水中的污染物明显减少甚至消失。超声/臭氧联合工艺处理杂环类农药废水时存在直接反应和间接反应。当废水初始pH为13.59、臭氧消耗量为550mg/（L·min）时,超声/臭氧工艺中的直接/间接反应的比例为39.29：60.71。废水初始pH对超声/臭氧联合工艺中直接/间接反应的比例影响较小,随pH的升高,间接反应比例缓慢增长。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题来源和背景
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 课题背景
• 1.2 农药废水预处理技术的现状与发展
• 1.2.1 农药废水预处理的物理方法
• 1.2.2 农药废水预处理的化学方法
• 1.2.3 农药废水预处理的生物方法
• 1.2.4 农药废水预处理的联合技术
• 1.2.5 农药废水预处理技术的发展分析
• 1.3 生物毒性的研究现状
• 1.4 本论文的研究目的、意义及内容
• 1.4.1 本论文的研究目的和意义
• 1.4.2 本论文的主要研究内容
• 2 实验材料与方法
• 2.1 实验试剂和仪器
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 实验分析项目
• 2.2.1 实验用水及水质
• 2.2.2 水样的分析方法
• 2.3 实验装置及实验方法
• 2.3.1 实验的工艺流程
• 2.3.2 单独超声工艺装置及实验方法
• 2.3.3 单独臭氧工艺装置及实验方法
• 2.3.4 超声/臭氧联合工艺装置及实验方法
• 3 超声工艺和臭氧工艺处理杂环类农药废水的研究
• 3.1 超声工艺处理参数的确定
• 3.1.1 废水初始pH对废水COD去除的影响
• 3.1.2 超声频率对废水COD去除的影响
• 3.1.3 超声功率对废水COD去除的影响
• 3.1.4 超声变幅杆直径对废水COD去除的影响
• 3.2 超声工艺改善农药废水可生化性的效能研究
• 3.3 超声工艺降低农药废水生物毒性的效能研究
• 3.4 臭氧氧化工艺处理参数的确定
• 3.4.1 废水初始pH对废水COD去除的影响
• 3.4.2 臭氧消耗量对废水COD去除的影响
• 3.5 臭氧氧化工艺改善农药废水可生化性的效能研究
• 3.5.1 废水可生化性随臭氧处理时间的变化
• 3.5.2 废水初始pH对废水可生化性的影响
• 3.6 臭氧氧化工艺降低农药废水生物毒性的效能研究
• 3.6.1 废水生物毒性随臭氧处理时间的变化
• 3.6.2 废水初始pH对废水生物毒性的影响
• 3.7 本章小结
• 4 超声/臭氧工艺处理杂环类农药废水的研究
• 4.1 超声/臭氧工艺处理参数的确定
• 4.1.1 废水初始pH对废水COD去除的影响
• 4.1.2 超声功率对废水COD去除的影响
• 4.1.3 超声变幅杆直径对废水COD去除的影响
• 4.1.4 臭氧消耗量对废水COD去除的影响
• 4.1.5 超声频率对废水COD去除的影响
• 4.2 超声/臭氧工艺改善农药废水可生化性的效能研究
• 4.2.1 废水可生化性随超声/臭氧处理时间的变化
• 4.2.2 废水初始pH对废水可生化性的影响
• 4.3 超声/臭氧工艺降低农药废水生物毒性的效能研究
• 4.3.1 废水生物毒性随超声/臭氧处理时间的变化
• 4.3.2 废水初始pH对废水生物毒性的影响
• 4.4 本章小结
• 5 三种工艺处理杂环类农药废水效果对比及反应机制研究
• 5.1 三种工艺处理农药废水效果对比研究
• 5.1.1 三种工艺去除农药废水COD的对比研究
• 5.1.2 三种工艺改善农药废水可生化性的对比分析
• 5.1.3 三种工艺降低农药废水生物毒性的对比研究
• 5.1.4 农药废水处理前后GC-MS对比研究
• 5.2 三种工艺的反应机制研究
• 5.2.1 三种工艺中的直接/间接反应比例的确定
• 5.2.2 废水初始pH对臭氧工艺和超声/臭氧工艺的直接/间接反应的影响
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 获得成果目录清单
• 致谢