铁炭微电解—Fenton试剂法预处理高浓度工业废水的研究

论文摘要

本课题针对工业废水有机物含量高、色度高、毒性大、成分复杂、难降解等特点,进行了低成本、高效果处理方法的研究,达到了预期的效果。铁炭微电解法具有适用范围广,处理效果好,使用寿命长和成本低廉等优点,并且使用废铁屑为原料不需消耗电力资源,具有“以废治废”的意义,但缺点是对难降解有机物处理效果较差;而Fenton试剂法对难降解有机物处理效果好,但需使用Fe2+和H2O2,成本高。若将两种方法结合起来使用,微电解反应后产生的Fe2+供后续Fenton试剂法使用,可很大程度上降低成本,同时又可达到理想的处理效果,倍受人们的青睐。本文以医药中间体废水和二甲亚砜生产废水（包括精制碱性废水和合成废水）为研究对象,研究铁炭微电解法和Fenton试剂氧化法的原理、特点、影响因素以及在高浓度工业废水中的应用,考察了铁炭微电解反应中pH值、反应时间、炭铁质量比、铁粉投加量和Fenton反应中pH值、反应时间、H2O2投加量等因素对废水COD去除率的影响,从而确定最佳运行参数,并在此条件下,考察废水的生化性能。实验结果表明:铁炭微电解-Fenton试剂法联合使用,对医药中间体废水和二甲亚砜生产废水预处理均可行。（1）对医药中间体废水,出水COD的去除率为66.03%,色度由105降至18,可生化性由0.21提高到0.46,有利于后续的生物处理。实验确定最佳运行参数为:微电解进水pH为2.0,且整个过程保持恒定,C/Fe=1.5:1,铁粉投加量为1.5%,反应时间4h;Fenton反应进水pH为3.0-5.0,H2O2投加量为5mmol/L,采用滴加方式,反应时间2h。（2）对精制碱性废水,出水COD的去除率为64.59%,色度由80降至8,实验确定最佳运行参数为:微电解进水pH为2.0-3.0,C/Fe=1: 1,铁粉投加量为1.0%,反应时间4h; H2O2投加量为5mmol/L,采用滴加方式,反应时间1h。（3）对合成废水,出水COD的去除率达72.14%,由143145mg/L降到39876mg/L。实验确定最佳运行参数为:微电解进水pH为3.0,C/Fe=1: 1,铁粉投加量为1.0%,反应时间4h; H2O2投加量为8mmol/L,采用滴加方式,反应时间2h。由于合成废水中含有大量挥发性甲醇,可以采用先蒸馏再用铁炭微电解-Fenton试剂法处理,CODCr由原水的143145 mg/L降到5531mg/L,总去除率达96.14%,但设备投资大,能耗增加,工厂可根据实际情况选择合适方法。（4）对由精制碱性废水和合成废水按一定比例组成的混合废水处理,出水COD去除率达82.80%,明显好于单独处理的效果。综上所述,铁炭微电解-Fenton试剂法适用范围广,COD去除率高,处理成本低,工艺运行设备简单,占地面积小,操作方便,有很高的推广应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 工业废水污染现状
• 1.3 高浓度难降解工业废水的产生及特点
• 1.4 高浓度难降解工业废水的危害
• 1.5 目前高浓度难降解工业废水的处理方法
• 1.6 选题依据及研究内容
• 1.6.1 选题依据
• 1.6.2 研究内容
• 第二章 铁炭微电解-Fenton 试剂法概述
• 2.1 铁炭微电解法
• 2.1.1 基本原理
• 2.1.2 工艺特点
• 2.1.3 应用
• 2.2 Fenton 试剂法
• 2.2.1 反应机理
• 2.2.2 影响因素
• 2.2.3 应用
• 2.3 铁炭微电解-Fenton 试剂法联合使用
• 第三章 铁炭微电解-Fenton 试剂法预处理医药中间体废水的研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验仪器与试剂
• 3.3 分析方法
• 3.4 磷酸铵镁沉淀法
• 3.5 实验结果与讨论
• 3.5.1 铁炭微电解法各参数的影响实验
• 3.5.1.1 进水 pH 对处理效果的影响分析
• 3.5.1.2 反应时间对处理效果的影响分析
• 3.5.1.3 炭铁比对处理效果的影响分析
• 3.5.1.4 铁粉投加量对处理效果的影响分析
• 3.5.2 Fenton 试剂法各参数的影响实验
• 2O₂投加量对处理效果的影响分析'>3.5.2.1 H₂O₂投加量对处理效果的影响分析
• 3.5.2.2 反应时间对处理效果的影响分析
• 3.5.2.3 pH 值对处理效果的影响分析
• 2O₂投加方式对处理效果的影响分析'>3.5.2.4 H₂O₂投加方式对处理效果的影响分析
• 3.5.3 混凝沉淀
• 3.5.4 微电解-Fenton-混凝沉淀处理效果比较
• 3.5.5 可生化性比较
• 3.5.6 氨氮沉淀反应
• 3.5.6.1 原水直接沉氨反应
• 3.5.6.2 混凝沉淀出水沉氨反应
• 3.6 结论
• 第四章 铁炭微电解-Fenton 试剂法预处理二甲亚砜生产废水的研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验样品
• 4.3 实验仪器与试剂
• 4.4 分析方法
• 4.5 实验结果与讨论
• 4.5.1 废水组成含量分析
• 4.5.1.1 合成废水组成含量分析
• 4.5.1.2 精制碱性废水组成含量分析
• 4.5.2 精制碱性废水实验结果及分析
• 4.5.2.1 微电解进水pH 对处理效果的影响
• 4.5.2.2 微电解反应时间对处理效果的影响
• 4.5.2.3 炭铁比对处理效果的影响
• 4.5.2.4 铁粉投加量对处理效果的影响
• 2O₂投加量对处理效果的影响'>4.5.2.5 H₂O₂投加量对处理效果的影响
• 4.5.2.6 Fenton 反应时间对处理效果的影响
• 4.5.2.7 微电解-Fenton-混凝沉淀处理效果比较
• 4.5.3 合成废水实验结果及分析
• 4.5.3.1 微电解进水pH 的影响
• 4.5.3.2 微电解反应时间的影响
• 4.5.3.3 炭铁比值及其投加量的影响
• 4.5.3.4 Fenton 反应各因素的影响
• 4.5.3.5 微电解-Fenton-混凝沉淀处理效果比较
• 4.5.3.6 蒸馏预处理
• 4.5.4 混合废水实验结果及分析
• 4.5.4.1 pH 值对 Fenton 反应的影响
• 2O₂投加量对 Fenton 反应的影响'>4.5.4.2 H₂O₂投加量对 Fenton 反应的影响
• 4.5.4.3 Fenton 反应时间的影响
• 4.5.4.4 微电解-Fenton-混凝沉淀处理效果比较
• 4.6 结论
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附表
• 附录