二氧化氯—旋转泡沫分离法处理水合肼类废水的研究

论文摘要

水合肼是一种十分重要、用途非常广泛的精细化工原料,在水合肼的生产过程中产生的废水不仅含有少量有毒的水合肼,而且还存在大量氨氮类物质,随着我国水合肼工业的产能不断扩张,如何处理水合肼生产过程中带来的高氨氮有毒废水成为该工业面临的重要问题。文章在查阅了大量文献的基础上,分别进行了传统氨氮废水处理技术和二氧化氯-泡沫分离技术处理水合肼高氨氮废水的工艺研究。本文前一部分首先采用氨吹脱法对水合肼高氨氮废水的处理工艺进行了小试研究。具体考察了废水的pH值、吹脱气液比、吹脱温度、吹脱时间等因素对处理效果的影响,然后通过正交试验对工艺条件进行了优化,在此最优工艺条件下,水合肼废水的氨氮去除率可达92.13%。其次采用化学沉淀法对水合肼高氨氮废水的处理工艺进行了小试研究,具体考察了废水的pH值、Na2HPO4·12H2O的投加量和MgCl2·6H2O的投加量等因素对去除效果的影响,然后通过正交试验对工艺条件进行优化,在此最优工艺条件下,水合肼废水的氨氮去除率达88.45%。研究同时发现,以上两种常规方法对水合肼废水的COD基本没有去除效果。本文后一部分对二氧化氯-旋转泡沫分离技术处理水合肼高氨氮废水进行了小试研究,通过试验分析了相关影响因素:pH值、二氧化氯投加浓度和处理时间对处理效果的影响。并通过正交试验得出了最佳工艺条件:反应体系的pH值为10,每升废液中二氧化氯的投加量为5mg/1000CODcr,反应时间为180分钟。在此最佳工艺条件下对水合肼高浓度氨氮废水进行了多次平行试验,结果为:水合肼废水的氨氮去除率达到98.10%,COD去除率达到99.8%,效果均高于传统技术的最佳试验结果。最后采用大装置进行了工程放大试验,并针对放大试验中出现的问题进行了分析。并对二氧化氯-泡沫分离法脱除废水中高浓度氨氮的过程进行了传质动力学研究。研究表明:二氧化氯-旋转泡沫分离法是一种新型、高效的处理水合肼类高氨氮废水技术,有着广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 水合肼的理化性质及其工业应用
• 1.2 目前国内外常见的水合肼合成工艺
• 1.2.1 拉西（Raschig）法
• 1.2.2 尿素法
• 1.2.3 酮连氮法
• 1.2.4 过氧化氢法
• 1.3 现有水合肼工业废水的基本现状
• 1.4 水合肼工业产生的高浓度氨氮废水对环境的危害
• 1.4.1 造成水体的富营养化
• 1.4.2 降低水体的观赏价值
• 1.4.3 危害人类及生物的生存
• 1.5 国内较常用的处理氨氮废水的技术
• 1.5.1 物化法
• 1.5.2 化学氧化法
• 1.5.3 离子交换法
• 1.5.4 化学沉淀（MAP）法
• 1.5.5 生物处理法
• 1.6 高浓度氨氮废水处理技术的最新研究进展
• 1.6.1 膜吸收法
• 1.6.2 高级氧化法
• 1.6.3 生物脱氮新技术
• 1.7 课题来源及研究意义
• 第2章 采用常规氨氮废水处理技术处理水合肼废水的研究
• 2.1 实验所用试剂与仪器、设备
• 2.2 水质分析方法
• 2.2.1 COD 的分析方法
• 2.2.2 氨氮总量的分析方法
• 2.2.3 水合肼的分析方法
• 2.3 吹脱法处理水合肼类氨氮废水的实验研究
• 2.3.1 吹脱法的实验步骤
• 2.3.2 实验结果与讨论
• 2.3.3 小结
• 2.4 化学沉淀（MAP）法处理水合肼类氨氮废水的实验研究
• 2.4.1 化学沉淀（MAP）法的实验步骤
• 2.4.2 实验结果与讨论
• 2.4.3 小结
• 第3章 二氧化氯－旋转泡沫分离法处理水合肼废水的研究
• 3.1 二氧化氯－旋转泡沫分离法处理水合肼废水的反应原理
• 3.1.1 二氧化氯氧化分解水合肼废水中还原性物质的原理
• 3.1.2 旋转泡沫分离装置的工作原理
• 3.2 主要设备与仪器
• 3.2.1 二氧化氯－旋转泡沫分离装置结构图
• 3.2.2 主要试剂与配套设备与仪器
• 3.3 试验部分
• 3.3.1 二氧化氯－旋转泡沫分离法处理水合肼废水的实验步骤
• 3.3.2 废水处理体系的pH 值对处理效果的影响
• 3.3.3 二氧化氯投加量对废水处理效果的影响
• 3.3.4 处理时间对废水处理效果的影响
• 3.3.5 正交试验与最佳试验条件的确定
• 3.4 二氧化氯－旋转泡沫分离技术与常规氨氮处理技术的可行性比较
• 第4章 工程放大实验及旋转泡沫分离装置脱除氨氮的初步理论研究
• 4.1 工程放大试验研究
• 4.2 泡沫分离装置的脱除氨氮的传质过程分析
• 4.3 传质动力学模型的建立
• 4.4 关于传质动力学系数的讨论
• 4.5 传质动力学方程的应用与讨论
• 4.5.1 pH 对传质动力学总系数K 的影响
• 4.5.2 温度对传质动力学总系数K 的影响
• 4.5.3 废水的起始浓度对传质动力学总系数K 的影响
• 4.5.4 操作气液比对传质动力学总系数K 的影响
• 4.5.5 传质动力学模型的验证
• 4.6 工程实验结果分析及改进措施
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录：攻读硕士学位期间公开发表的论文