DMF废水资源化无害化处理研究

论文题目: DMF废水资源化无害化处理研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 化学工程

作者: 刘志国

导师: 陆小华,冯新

关键词: 废水,氧化钛纤维,碱化法,光催化,臭氧,二甲胺

文献来源: 南京工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 二甲基甲酰胺（DMF）是一种重要的有机溶剂,被广泛应用于合成革生产、聚丙烯腈抽丝、丁二烯抽提等工艺中。DMF 性质稳定,生物降解性差,能够刺激损害人的眼睛,并造成肝功能障碍,美国已确定DMF 为人体可能致癌物质。中国每年仅合成革工业排放的DMF 废水就达到1 亿吨左右,对环境造成严重污染,DMF 在我国地面水质标准中允许最高浓度为2 5mg/ L。目前对于中低浓度DMF 废水主要以降解去除为主,处理效果不理想,另外,由于DMF 是一种较昂贵的化工产品,这样随废水排放掉也造成了资源的巨大浪费。本文在循环经济思想的指导下,分别研究了Fenton 试剂氧化法、碱化法和TiO2 光催化法处理DMF 废水,试图对废水中的大部分DMF 进行资源化回收利用,并通过光催化法进行无害化处理,实现污染零排放。利用Fenton 试剂降解DMF 废水,考察了H2O2用量、Fe2+用量、反应物初始浓度对DMF 废水COD 的影响,结果表明,增加H2O2用量和降低DMF 初始浓度,均能提高COD 去除率,且Fe2+最佳用量为Fe2+/H2O2（摩尔比）=40:1。但利用Fenton 试剂处理DMF 由于大量消耗H2O2,成本很高,没有工业应用价值。利用碱化法处理浓度为8wt%DMF 废水,使废水中DMF 转化为二甲胺,然后鼓空气将二甲胺夹带出反应体系,出口分别用水吸收、盐酸吸收、冷凝回收。结果表明:60℃时DMF 与NaOH 反应,气脱30min,DMF 已完全分解,鼓出的二甲胺用三种方法回收:水静态吸收,吸收率达到95%;冷凝回收,回收率达到81%;盐酸吸收,回收率达到100%,但生成的盐酸二甲胺需要精制,路线较长。三种方法比较得出,利用水吸收二甲胺是较好的方法,吸收后的二甲胺水溶液可以出售。光催化技术是一种新型可深度降解环境污染物的方法,但利用光催化技术降解DMF 废水报道较少,本文首次对光催化降解DMF 废水进行了系统的研究,分别以P25 和TiO2纤维为催化剂光催化降解浓度为0.05wt%DMF,考察pH 值、空气、H2O2、O3等因素对DMF 降解率的影响,结果表明:pH 值降低、空气和H2O2 的加入均能提高DMF 降解率,首次证明DMF 在P25 表面的吸附过程是光

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 前言

1.2 Fenton 试剂

1.2.1 Fenton 试剂处理有机废水机理

1.2.1.1 羟基自由基中间体反应机理

1.2.1.2 高价铁-氧中间产物反应机理

1.2.2 Fenton 试剂反应中各影响因素的作用机制

1.3 氧化钛(TiO_2)光催化

1.3.1 TiO_2 简介

1.3.2 影响TiO_2 光催化降解的因素

1.3.2.1 水溶液pH 值的影响

1.3.2.2 外加氧化剂的影响

1.3.2.3 光催化剂的影响

1.3.2.4 光源与光强影响

1.3.3 TiO_2光催化在有机废水处理中的应用

1.3.3.1 印染废水

1.3.3.2 农药废水

1.3.3.3 表面活性剂废水

1.3.3.4 含油废水

1.3.3.5 有机氯化物

1.4 DMF 废水来源及危害

1.5 本文涉及DMF 废水的特点

1.6 DMF 废水国内外处理现状

1.6.1 物化法

1.6.2 生化法

1.6.3 超临界水氧化法

1.6.4 化学法

1.7 本文研究思路和工作内容

第二章 FENTON 试剂与碱化法处理 DMF 废水

2.1 引言

2.2 Fenton 试剂降解DMF 模拟废水

2.2.1 实验仪器、装置及试剂

2.2.2 实验方法与步骤

2.2.3 化学需氧量(CODcr)测定

2.2.4 Fenton 试剂理论投加量的计算

2.2.5 二甲胺(DMA)含量的测定

2.2.5.1 色谱条件

2.2.5.2 标准工作曲线的绘制

2.2.6 实验结果与讨论

2.2.6.1 Fenton 试剂降解8wt%DMF 模拟废水

2.2.6.2 不同DMF 废水初始浓度对CODcr 去除率的影响

2.2.6.3 Fenton 试剂和光助Fenton 试剂降解DMF 的对比

2.2.6.4 DMF 实际废水的降解

2.2.7 Fenton 试剂降解DMF 废水成本核算

2.3 碱化法处理DMF 废水

2.3.1 实验仪器、装置及试剂

2.3.2 实验方法

2.3.3 碱处理DMF 废水实验步骤

2.3.4 DMF 浓度的测定

2.3.5 实验结果及讨论

2.3.5.1 碱化法处理模拟废水

2.3.5.2 碱化母液的处理

2.3.5.3 反应生成二甲胺的处理方法和结果

2.3.5.4 二甲胺吸收液杂质的分析

2.3.5.5 三种回收方法比较

2.4 小结

第三章 TiO_2光催化降解 DMF 废水

3.1 实验仪器、装置及试剂

3.2 催化剂表征部分

3.3 实验方法

3.4 实验步骤

3.5 DMF 含量的测定

3.5.1 色谱条件

3.5.2 标准工作曲线的绘制

3.6 P25 光催化降解DMF

3.6.1 初始浓度对降解率的影响和反应动力学分析

3.6.2 催化剂用量的影响

3.6.3 溶液pH 值对降解率的影响

3.6.4 空气的影响

3.6.5 H_2O_2 的影响

3.6.6 臭氧的影响

3.6.7 不同光强对降解率的影响

3.7 TiO_2 纤维光催化降解DMF

3.7.1 TiO_2 纤维光催化活性

3.7.2 臭氧增强二氧化钛纤维降解效应

3.7.3 臭氧增强二氧化钛纤维降解效应影响因素探讨

3.7.4 高浓度DMF 臭氧辅助光催化降解

3.8 DMF 废水处理工业化路线设计及成本核算

3.9 小结

第四章 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

参考文献

发表论文及科研成果

致谢

发布时间: 2005-10-13

参考文献

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