制浆造纸终端混合废水深度氧化处理及回用技术研究

论文摘要

制浆造纸行业用水量大,且污染相对严重。近年来随着人们环保意识的不断加强和水处理技术水平的不断提高,污染治理和控制方面取得了很大进步。但用水量大依然是限制造纸工业发展的主要难题之一。解决这一问题的最有效的方法是提高处理后废水的质量,实现废水的循环回用。采用Fenton氧化工艺和混凝处理,进一步提高制浆造纸工业终端废水处理后质量,以期扩大回用比例是本论文的研究目标。制浆造纸终端废水一般经过多次处理,主要污染物以顽固型污染物为主,处理难度大。深度氧化处理技术中的Fenton法能够有效降低处理后水的色度、CODcr的含量,提高出水质量,此方法具有快速、高效及无污染等优点而备受关注。本研究采用Fenton法氧化和混凝沉淀处理对制浆造纸终端废水进行深度处理,旨在降低终端废水的色度和CODCr等指标。研究中以色度和CODCr的去除为研究目标,对Fenton氧化处理中有重要影响的pH值、反应时间、H202用量、FeSO4·7H2O用量、反应温度、搅拌转速等因素进行了研究和优化,处理过程中还对废水pH及CODcr和色度去除率随沉淀静置时间的变化进行了跟踪研究,通过研究得到了合适的处理工艺条件。通过正交试验,其主要影响因素中影响强度次序为：H202投加量>FeSO4·7H2O投加量>pH值>反应时间。进一步通过单因素实验优化后的处理工艺为：初始pH值为4.5,终止pH=7.0,浓度为30%的H202投加量为682.1mg/L,FeSO4·7H2O投加量为205mg/L,反应时间为40min。在经过深度氧化处理后废水色度为37C.U.,CODcr为107.2mg/L条件下,通过有机物抽提过程和GC-MS分析显示,处理前后废水中的有机物总量和大部分有机物含量有较大幅度降低,其中以α-羟基-环己基甲酸、3-羟基吡啶、苯甲酸、磷酸单乙酯、炔醇类有机物、间苯二甲酸、顺式-十八碳烯酸等减少比较明显,但也有部分新生物质产生。氧化处理后对废水进行了混凝处理,采用PDADMAC为絮凝剂,加入量为0.05mg/L,搅拌条件为快速搅拌强度为200 rpm,快速搅拌时间为2min,缓慢搅拌强度为80rpm,缓慢搅拌时间为10min。在上述条件下,在原水色度为189C.U.,CODCr为220mg/L条件下,处理后的出水CODcr达到约61.6mg/L,去除率约为72%；色度约为26.5C.U.,去除率约为86%,在色度去除方面有很大的贡献。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 论文研究背景
• 1.1.1 全球淡水资源面临状况
• 1.1.2 中国水资源短缺和污染形势分析
• 1.1.3 如何缓解水资源不足造成的危机
• 1.2 我国制浆造纸工业发展及用水状况
• 1.2.1 我国造纸工业发展状况
• 1.2.2 我国造纸工业存在的问题
• 1.3 造纸废水的介绍
• 1.3.1 我国造纸工业废水情况
• 1.3.2 造纸工艺流程产出的废水及特性
• 1.4 各个工段造纸废水及其水质特点
• 1.5 制浆造纸废水经过常规处理后终端水质的特征
• 1.6 终端废水深度处理在制浆造纸行业废水处理的必要性
• 1.7 制浆造纸废水深度处理各种方法的概述
• 1.7.1 物理方法处理废水
• 1.7.2 化学方法处理废水
• 1.7.3 生物方法处理废水
• 1.7.4 物理化学处理方法
• 1.7.5 联合法处理废水
• 1.7.6 对终端废水深度处理方法
• 1.8 造纸废水高级氧化技术概念和研究方法
• 1.8.1 高级氧化技术法中主要方法
• 1.9 混凝沉淀理论
• 1.9.1 混凝机理
• 1.10 本课题的选题依据和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料与主要仪器设备
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验仪器
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 正交试验
• 2.3.2 单因素试验法
• 2.3.3 深度氧化法处理终端废水的试验步骤
• 2.4 试验检测水质指标及方法
• Cr的测定'>2.4.1 废液COD_Cr的测定
• 2.4.2 色度测定
• 2.4.3 悬浮物的测定
• 2.4.4 pH测定
• 2.4.5 浊度的测定
• 2.4.6 粒度的测定
• 2.4.7 阳离子需求量的测定
• 2.4.8 抽出物的GC-MS分析
• 3 结果与讨论
• 3.1 制浆造纸企业终端废水常规污染指标测定
• 3.2 Fenton法深度氧化各影响因素的影响强弱研究
• 3.2.1 Fenton法深度氧化的各种影响因素分析
• 3.2.2 Fenton法深度氧化条件正交试验研究及分析
• 3.3 Fenton法深度氧化处理条件优化
• 3.3.1 Fenton氧化中双氧水的理论消耗量
• 2O₂的加入量对Fenton体系处理效果的影响'>3.3.2 H₂O₂的加入量对Fenton体系处理效果的影响
• 4·7H₂O投加量对Fenton氧化处理效果的影响'>3.3.3 FeSO₄·7H₂O投加量对Fenton氧化处理效果的影响
• 3.3.4 初始pH值对Fenton氧化处理效果的影响
• 3.3.5 反应时间对Fenton氧化处理效果的影响
• 3.3.6 反应温度对Fenton氧化处理效果的影响
• 3.3.7 反应搅拌转速对Fenton氧化处理效果的影响
• 3.3.8 终止pH对Fenton氧化处理效果的影响
• 3.4 废水的GC-MS分析
• 3.4.1 样品的预处理
• 3.4.2 GC-MS的定性分析
• 3.5 混凝试验
• 3.5.1 混凝沉淀的试验方法
• 3.5.2 絮凝剂的选择
• 3.5.3 絮凝剂的特点
• 3.5.4 絮凝剂加入量对混凝试验的影响
• 3.5.5 搅拌对混凝试验的影响
• 4 结论
• 5 展望
• 6 参考文献
• 7 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 8 致谢