流化床-Fenton体系对印染废水处理效能研究

发布时间：2020-07-26 21:34

【摘要】：Fenton技术因具有操作简单、运行成本低、对有机污染物处理效果好等优势而被广泛应用。但同时其存在的p H适用范围窄、产铁泥量大等问题在一定程度上限制了其工程应用。本文制备一种新型铁氧化物催化剂,构建流化床-Fenton反应体系。通过一系列单因素实验,对催化剂的制备条件和该反应体系处理印染废水的最佳条件参数进行探究。考察该反应体系能否在保证常规Fenton降解效能的同时,减少其铁泥产量,拓展其p H值适用范围,并减少其初始Fe2+投加量。并在此基础上对流化床-Fenton反应器的运行参数进行优化,为常规Fenton技术提出一种切实可行的改进方法。以建筑沙为载体基质,采用循环浸泡法,在流化床-Fenton反应器中进行催化剂负载,反应器运行方式为连续运行。为加快载体基质的载铁速率,本文采用将适量印染废水引入反应体系,并按一定频率将还原铁粉和Fe2O3投入到反应体系中的方法,以期能够缩短流化床-Fenton反应体系的启动时间。本文采用单因素法对催化剂的制备条件进行优化,结果表明:在相同条件下,建筑沙的载铁速率大于石英砂;实际废水的引入能够提高载体基质的载铁速率;还原铁粉和Fe2O3的加入使得载体基质的载铁速率大幅度提高。以实际印染废水为目标废水,探究常规Fenton和流化床-Fenton处理该种废水的最佳参数。对比了在相同条件下常规Fenton和流化床-Fenton对印染废水的处理效能,当反应进行到240 min时,COD去除率分别为69.77%和78.57%,流化床-Fenton相较于常规Fenton出水总铁削减了88.0%。当两种工艺对印染废水的COD降解率相近时,流化床-Fenton相较于常规Fenton出水总铁削减87.25%,流化床-Fenton的产铁泥量仅为常规Fenton的12%。对流化床-Fenton反应器处理实际印染废水的运行参数进行优化。实验结果表明,当COD/催化剂量为1/8、催化剂膨胀率为75%时,流化床-Fenton反应器出水总铁浓度最低。相较于侧旋式布水,下旋式布水更不易堵塞,布水更加均匀。间歇式运行更有利于降低流化床-Fenton反应器的出水总铁浓度。此外,流化床-Fenton反应体系在p H值为3~6的范围内均对印染废水表现出良好的去除效果,这使得常规Fenton的p H值适用范围得到拓宽。流化床-Fenton反应体系的初始投铁量比常规Fenton减少30%,这对于流化床-Fenton技术的工程推广具有重要意义。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X791
【图文】：

结构图,流化床反应器,结构图,流化床

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文作为催化剂参与类 Fenton 反应，从而使得初始投铁量得到降低。在触设备，如填充床[46,47]和流化床[48,49]，与类 Fenton 结合的实验表明因具有较高的传质效率，表现出更好的性能。由此看来，Fenton 技术反应器的结合而成的流化床-Fenton 反应体系是极具潜力的类 Fento 流化床-Fenton 体系概述化床反应器（如图 1-1 所示）具有设计加工简单，运行灵活方便，成液体和固体相停留时间的高灵活性等优点[50,51]流化床的工作原理是速度使固体催化剂流体化。流化床反应器内部的激烈流态使得其内催化剂与液相试剂及废水的接触更加充分，导致催化剂的液化固体界增大，进而使得其传质效率大大提升。

反应器结构,流化床,回流水

- 16-图 2-2 流化床-Fenton 反应器结构图流水收集管采用四周进水中间出水的回流方式，能使回流水水质更加均能够进一步对催化剂和回流水进行分离，防止过多的催化剂颗粒进入回布水器

颜色变化,芬顿

投入流化床芬顿反应器中，用循环浸泡法制备铁氧化物催化剂。连续运行流化床芬顿反应器15天，每日对进水和出水的COD和总铁浓度以及载铁建筑沙的含铁量进行测定，结果如图3-1所示。建筑沙 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15图3-1 建筑沙颜色变化如图 3-1 所示，未负载建筑沙呈淡黄色，负载至第 4 天，催化剂呈暗红色，随着负载的进行，催化剂颜色继续加深。图 3-2 为负载期间进出水及建筑沙含

【参考文献】