Fenton氧化技术在高盐有机废水处理过程中的应用及优化控制研究

发布时间：2017-12-23 18:28

本文关键词：Fenton氧化技术在高盐有机废水处理过程中的应用及优化控制研究　出处：《南昌航空大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着社会文明和科学技术水平的不断进步,工业生产势必会产生各种各样的工业废水,并将其排放到自然环境中,其中不乏大量的高盐有机废水。这些废水的生产途径广泛,水体成分复杂,水量也在逐年增加,其主要来自化工厂的生产过程及石油、天然气的采集过程,这些废水中所含有的大量有机物会直接导致江河水质矿化和富营养化提高,给土壤、地表水、地下水等带来越来越严重的污染。不仅如此,高盐废水还会对水体中的微生物产生抑制和毒害作用,从而严重影响生物处理系统的净化效果。因此有效处理高盐有机废水对人们赖以生存的环境以及社会的可持续发展都是至关重要的。本论文围绕Fenton氧化在高盐有机废水处理过程中的应用和优化集成工艺为主线开展相关研究。首先,采用活性炭吸附和两级Fenton氧化集成工艺处理含有大量对氨基苯酚的工业生产废水,研究Fenton试剂的投加模式对废水中有机物去除效率的影响。此外,为了进一步提高高盐条件下Fenton氧化过程对有机物的去除效率,我们还通过盐酸羟胺和苯醌作为强化剂,加速Fenton氧化中三价铁反应体系,在探究盐酸羟胺和苯醌作为强化剂强化Fenton反应处理高盐有机废水效果的同时,也解析了其反应机制,以便之后采用与其它工艺协同联用的组合工艺来处理高盐有机废水。具体研究内容和结论如下:(1)采用活性炭吸附和两级Fenton氧化组合工艺处理高盐度对氨基苯酚生产废水进行了实验研究。从结果来看,pH值对活性炭去除有机物的影响较小。当活性炭投加量为4g/L时,TOC的去除率为50%左右。分级投药模式可以有效提高Fenton氧化对有机物的去除效率。在温度为25oC、pH为3、30%H2O2的投加量为3%(v/v)、Fe2+与H2O2摩尔比为0.05时,经两级Fenton氧化处理后,出水TOC降至150mg/L以下。此外,Fenton氧化后形成氢氧化铁污泥颗粒粒径为4.5μm,经过聚丙烯酰胺(PAM)絮凝之后,污泥的粒径明显增加,过滤特性改善。此外我们还发现,PAM絮凝效果依赖于溶液的pH值,当pH超过10后会失去作用,故在使用过程中需要严格控制溶液的pH值。(2)在室温条件下,通过盐酸羟胺和苯醌来加速三价铁向二价铁的转化,从而强化Fenton氧化对高盐溶液中甘油的去除效率。经研究表明,当氯离子浓度较低时(小于0.1mol/L),Fenton氧化对有机物的去除效果基本不会受到抑制。然而,随着氯离子浓度的不断增加,Fenton氧化对高盐溶液中有机物的氧化去除效果明显受到影响。另外,在盐酸羟胺和苯醌存在的条件下,铁离子的水解、沉淀过程明显受到抑制,同时反应介质中亚铁离子浓度明显高于未投加两种药剂时的浓度。不仅如此,我们还发现苯醌-Fenton(BQ-Fenton)体系中过氧化氢的分解速率要高于盐酸羟胺-Fenton体系(HA-Fenton)。电子自旋共振波谱仪(ESR)的分析结果表明,相比较空白组实验,高盐条件下Fenton反应过程产生的羟基自由基会明显减少,而添加苯醌和盐酸羟胺后羟基自由基的产生量明显增加(尤其是盐酸羟胺)。这部分研究为Fenton反应去除高盐废水中有机物时会受到氯离子的抑制作用这一问题提供了可行的解决方案。
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703

【共引文献】