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铁催化还原-UASB预处理DNT废水的研究

2020-12-09阅读(342)

铁催化还原-UASB预处理DNT废水的研究

论文摘要

采用零价铁粉、铁刨花和镀铜铁催化还原三种方法处理二硝基甲苯（DNT）模拟废水。分析比较了不同的pH值、还原剂投加量和反应时间对三种工艺处理效果的影响。实验结果表明当DNT进水浓度为200mg／L时,零价铁粉、铁刨花和镀铜铁的最佳处理工艺参数为pH=3、还原剂投加量为350g／L、反应时间为120min；DNT去除率分别为42%、83%和87.5%。对镀铜铁催化还原工艺进一步详细研究了摇床转速、温度、SO42-、NO3-等因素对DNT废水处理效果的影响规律。实验发现摇床转速从50r／min提高到140r／min,DNT去除率明显提高。SO42-、NO3-、浓度对DNT去除率也有一定影响。而温度在25℃～45℃范围内影响不大。对还原过程中DNT浓度随时间的变化曲线进行拟合,符合一级表观动力学方程。对催化还原处理DNT的机制进行分析。采用电子扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）对零价铁粉、铁刨花和镀铜铁的表面形态及晶体结构进行表征,探讨三种方法处理效果不同的原因。对DNT模拟废水的进出水进行GC-MS分析,表明DNT的还原产物中有苯胺,推断其可能的反应历程。选择镀铜铁法还原处理DNT生产废水。通过单因素实验和正交实验确定镀铜铁屑的最佳投加量、pH、反应时间和铁铜质量比分别为600g／L、3、2h和0.05%。COD、DNT的去除率分别为45%和82%。经过一级催化还原后,出水COD、DNT、苯胺浓度分别为2500mg／L、100mg／L和90mg／L。对一级催化还原出水进行了二级镀铜铁催化还原处理,二级催化还原出水COD和苯胺浓度分别为1100mg／L和20mg／L,DNT为0mg／L。分析了二级铁铜催化还原处理前后的TOC、BOD5和紫外图谱的变化,并用HPLC对处理前后废水中的2,4-DNT做了定量分析。阐明了镀铜铁催化还原DNT实际废水的机制。采用UASB反应器对二级催化还原出水进行处理研究。UASB处理二级催化还原出水最佳工艺条件为pH=3、回流比为7.0、共代谢基质的最佳投加量600mg／L。出水COD浓度为800mg／L。该出水后续需加好氧进一步处理。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 DNT废水的产生以及危害
  • 1.2 国内外炸药废水的研究现状
  • 1.2.1 物理法
  • 1.2.2 化学法
  • 1.2.3 生物法
  • 1.3 催化铁内电解法对有机物的去除原理及应用
  • 1.3.1 催化铁内电解法对有机物的去除原理
  • 1.3.2 催化铁内电解法处理有机物的应用
  • 1.4 上流式厌氧污泥床（UASB）反应器
  • 1.4.1 上流式厌氧污泥床（UASB）反应器简介
  • 1.4.2 UASB反应器影响因素
  • 1.4.3 UASB反应器的应用
  • 1.5 本课题的研究背景和内容
  • 2 金属铁还原处理DNT模拟废水的研究
  • 2.1 实验仪器设备及试剂
  • 2.1.1 实验仪器设备
  • 2.1.2 实验主要试剂
  • 2.2 实验方法及分析方法
  • 2.2.1 分析方法
  • 2.2.2 铁屑预处理
  • 2.2.3 镀铜方法
  • 2.2.4 零价铁活化方法
  • 2.3 实验结果与讨论
  • 2.3.1 pH值对DNT去除率的影响
  • 2.3.2 投加量对DNT去除率的影响
  • 2.3.3 反应时间对DNT去除率的影响
  • 2.3.4 镀铜铁处理DNT的其它影响因素
  • 2.3.5 金属铁处理DNT废水机制分析
  • 2.4 本章小结
  • 3 镀铜铁处理DNT生产实际废水的研究
  • 3.1 实验仪器设备、试剂、实验方法及分析方法
  • 3.1.1 实验仪器设备
  • 3.1.2 实验主要试剂
  • 3.1.3 分析方法
  • 3.1.4 实验方法
  • 3.2 DNT生产实际废水水质
  • 3.3 实验结果与讨论
  • 3.3.1 铁屑、镀铜铁处理DNT生产实际废水的对比
  • 3.3.2 镀铜铁处理DNT生产废水的单因素研究
  • 3.3.3 正交试验
  • 3.3.4 二级镀铜铁处理DNT废水
  • 3.3.5 实际废水微电解处理机制分析
  • 3.4 催化还原固定床反应器处理DNT生产废水的工艺研究
  • 3.4.1 一级催化还原固定床处理DNT废水的研究
  • 3.4.2 二级催化还原固定床处理DNT废水的研究
  • 3.5 本章小结
  • 4 厌氧法处理DNT生产实际废水
  • 4.1 实验仪器设备及试剂
  • 4.1.1 实验设备
  • 4.1.2 实验废水接种污泥
  • 4.1.3 实验试剂
  • 4.2 实验方法
  • 4.2.1 分析方法
  • 4.2.2 污泥驯化阶段
  • 4.3 结果与讨论
  • 4.3.1 厌氧污泥活性恢复期
  • 4.3.2 污泥驯化阶段
  • 4.3.3 UASB反应器影响因素
  • 4.4 UASB反应器动力学研究
  • 4.5 本章小结
  • 5 结论
  • 致谢
  • 参考文献

    • 相关论文文献

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