连续流凝胶小球滤柱活化过硫酸盐处理难降解有机废水

发布时间：2020-06-17 02:29

【摘要】：目前常见的难降解有机废水处理的高级氧化工艺存在着工艺装置复杂,能耗大,催化剂流失严重等问题。本文研究制备了铁炭凝胶小球(Fe~0/C-BABs),设计连续流凝胶小球滤柱活化过硫酸盐的高级氧化工艺,降解苯扎氯铵(BAC)和扑热息痛(APAP)两种难降解有机物,确定了工艺的最佳运行条件,推测降解路径,并通过连续流Fe~0/C-BABs滤柱与牡蛎壳滤柱组合工艺,调节出水pH和总铁浓度,为过硫酸盐高级氧化工艺高效处理难降解有机废水提供参考。采用海藻酸钠凝胶法负载零价铁(Fe~0)和活性炭制备Fe~0/C-BABs,小球的尺寸为4.66±0.02 mm,使用FESEM、EDS、TGA等进行表征。结果表明,Fe~0成功的负载到Fe~0/C-BABs的内表面,并开发了Fe~0/C-BABs的回收再利用技术,连续循环再生5次后,对APAP的处理效率仍可达到76.20%。连续流Fe~0/C-BABs滤柱活化PS处理BAC的最佳运行条件为:pH=7,流速为225 mL/h,PS的浓度为100 mmol/L,Fe~0/C-BABs的填充量为40 g,凝胶小球滤柱对BAC的处理效率可达92.87%,分析中间产物,推测BAC的降解始于烷基C-N键断裂。通过经济核算,Fe~0/C-BABs滤柱活化PS处理BAC废水的成本只需3.04美元/吨水。以APAP为目标污染物,在最佳运行条件为:pH=7,流速为225 mL/h,PS的浓度为100 mmol/L,Fe~0/C-BABs的填充量为40 g,连续流Fe~0/C-BABs滤柱活化PS对APAP的处理效率达到86.29%。实验表明,Cl~-对处理效果没有显著的影响,而HCO_3~-有明显的抑制作用。进水DO过高或者过低,都不利于连续流Fe~0/C-BABs滤柱活化PS体系降解APAP。通过分析中间产物发现APAP的降解始于C-N键断裂,产生乙醛和4-氨基苯酚,进一步氧化分解产生小分子的酸类物质。连续流Fe~0/C-BABs滤柱活化PS降解APAP后,出水pH=3.05和总铁浓度为106.25 mg/L。为了解决pH过低和总铁浓度过高的问题,采用连续流Fe~0/C-BABs滤柱和牡蛎壳滤柱组合工艺,改善了出水的pH和总铁浓度。经过牡蛎壳滤柱处理后,出水pH上升到6.32,总铁下降到21.43 mg/L,总铁的去除率达到80%。同时,组合工艺的COD_(cr)从初始进水的411.84 mg/L下降到170.28mg/L,BOD_5从34.87 mg/L增加到83.33 mg/L,出水的BOD_5/COD_(cr)从0.085增加到0.49,废水的可生化性得到了显著的提高。
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703
【图文】：

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第 2 章实验仪器与试剂、实验方案和测试方法方案装置及步骤续流 Fe0/C-BABs 滤柱的实验装置 Fe0/C-BABs 滤柱的实验装置主要由进水容器、出水收集器、和滤柱等组成。Fe0/C-BABs 滤柱是由 PVC 材料制作而成为2 cm，内置多孔承托板用于支撑催化剂。实验开始前将Fe0中，利用蠕动泵将难降解有机废水提升进入滤柱，水流自用微量注射泵提升到滤柱中进行高级氧化反应，在滤柱上间间隔进行采样，测定出水的 BAC 和 APAP 的浓度、总铁 APAP 降解的中间产物。具体工艺示意图，如图 2.1 所示

示意图,牡蛎壳,组合工艺,连续流

图 2.2 连续流 Fe0/C-BABs 滤柱和牡蛎壳滤柱组合工艺流程示意图. 2.2 Combined process of Fe0/C-BABs filter column and oyster shell filter co实验方法1）工艺参数过实验确定Fe0/C-BABs活化PS处理难降解有机废水的运行条件。分别为 3、5、7、9 和 11，考察pH对降解的影响。加入 25、50 和 100 m溶液，考察PS浓度对降解的影响。加入Fe0/C-BABs的填充量为 10、探讨Fe0/C-BABs填充量对降解效果的影响。控制进水的流速为 2250 mL/h , 研究进水的流速对降解效果的影响。加入浓度为 50 和 200 m和HCO3-，考察阴离子对降解效果的影响。控制进水DO浓度为 2.55 mg/L，探讨DO浓度对降解效果的影响。2）出水的水样按时间间隔进行采样，测定BAC和APAP的浓度、pH值；BAC和APAP降解的中间产物。3）GC-MS样品预处理

【参考文献】