几种高级氧化技术在糖精钠废水中的应用

发布时间：2020-11-19 05:44

　　 糖精钠学名为邻苯甲酰磺酰亚胺钠,是人工甜味剂的代表,目前已广泛应用于医药、饮料和日用化工等行业。糖精钠的生产经过酰胺化、酯化、甲酯混合、重氮化、置换/氯化、胺化/二次胺化和碱化等工艺,流程复杂,造成糖精钠废水具有色度深、盐含量高、有机物种类多、可生化性差等特点,难以用常规的方法进行降解。因此,本研究针对这一难题,对其预处理工艺进行实验探究。研究内容主要包括:分析废水中主要污染物,然后分别利用臭氧氧化法、Fenton氧化法、臭氧-Fenton联合氧化法和紫外-Fenton联合氧化法对糖精钠废水进行处理。(1)对废水中的主要污染物进行分析,首先利用相关国标方法检测物理指标,得出废水的pH值约为11,浊度、色度、固体悬浮物和电导率分别为32 FTU、512倍、852mg/L和2.42 ms/cm。然后选用纳氏试剂分光光度法、重量分析法、铬酸钡光度法、硝酸银滴定法、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES法)等分别测定废水中氨氮、总无机盐、硫酸盐、氯离子以及总铜的含量,得出硫酸盐和总铜含量达到了排放的标准,而色度、氨氮、总无机盐和氯离子含量均超标,从COD、BOD_5、TOC等指标看出,有机物含量比较高,严重超出了《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级标准(BOD_5小于600 mg/L,COD小于1000 mg/L)。(2)臭氧氧化法。结果表明其降解效果受到臭氧浓度、温度和溶液初始pH的影响,实验所得最佳条件为:臭氧浓度1.397×10~(-2)mol/s、初始pH 11、温度308.15 K-318.15 K,降解后的水样色度去除率达到87.50%,COD去除率达到了60.47%,TOC去除率达到了43.09%,BOD_5/COD值由0.24提高到0.32。(3)Fenton氧化法。结果表明其降解效果受到H_2O_2浓度、Fe~(2+)浓度、溶液初始pH和反应温度的影响,实验所得最佳条件为:H_2O_2浓度80 mL/L,Fe~(2+)的浓度为5-7 g/L,温度为308.15 K,pH为5。降解后色度去除率达到96.88%,COD的去除率达到74.97%,TOC的去除率为72.88%,BOD_5/COD值由0.24提高到0.34。(4)臭氧-Fenton联合氧化法。结果表明其降解效果受到臭氧浓度、H_2O_2浓度、Fe~(2+)浓度、溶液初始pH和反应温度的影响,实验所得最佳条件为:H_2O_2浓度60 mL/L,Fe~(2+)的浓度为5 g/L,臭氧浓度1.397×10~-22 mol/s,pH为9,温度为308.15 K。降解后COD的去除率为84.29%,TOC的去除率为76.17%,色度去除率最高达到了98.44%,BOD_5/COD值由降解前的0.24提高到0.53,可生化性得到较大提高。(5)紫外-Fenton联合氧化法。首先采用单因素实验研究了H_2O_2浓度、FeSO_4浓度、初始pH值和反应时间对糖精钠废水处理效果的影响,并利用响应面优化实验得到了最优条件:反应时间110 min,pH为6,Fe~(2+)的浓度为5 g/L,H_2O_2浓度为78 mL/L。且响应面实验的结果表明,影响因子的显著性H_2O_2用量初始pH值反应时间FeSO_4用量;FeSO_4用量和H_2O_2用量的交互作用显著;数学模型回归性较好。最优工艺处理后糖精钠废水的COD去除率为89.75%,TOC去除率为89.14%,色度去除率为98%以上,BOD_5/COD值由0.24提高到0.64,可生化性得到很大提高。
【学位单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X703
【部分图文】：

臭氧可以通过直接氧化和间接氧化这两种途径来降解有机污染物。图1-2 中显示了直接和间接反应途径及其相互关系[30]。图 1-2 臭氧氧化反应机理间接氧化反应的氧化效率远大于直接反应，因此废水中许多难降解物质均可以通过羟基自由基来去除。相关研究表明 pH[31]对两者的氧化机制有十分显著的影响，在酸性条件（pH<4）下通常以直接反应为主，碱性条件（pH>10）下间接反应为主。直接氧化和间接氧化在不同的情况下发挥着不同的作用，在实际废水处理中，要根据实际情况选择合适的条件。1.2.3 臭氧在水处理领域的应用臭氧目前普遍应用于饮用水行业[32]，在这个领域主要发挥以下作用：（1）消毒杀菌：臭氧可以依托细胞膜，侵入胞内破坏脂多糖和脂蛋白，造成细菌死亡。（2）脱色：臭氧分子可以破坏发色基团或共轭体系，使有机污染物颜色褪去；（3）除异味等感官指标；

表 2-5 物理指标的测定结果度浊度(FTU)pH 固体悬浮物(mg/L)12 32 11 852 标的测定结果的测定结果测定的三组平行样结果为 131.8 g/L。测定结果(2-2)出最终测定废水中的氯离子浓度为 55.07 g/L。测定结果三次，利用公式和标准曲线得硫酸盐的含量为 17

总铜的校准曲线
【参考文献】

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9 崔亚楠;姚美红;徐光荣;张嫚;刘君尧;;微波强化芬顿处理糖精废水工艺研究[J];河南科技;2014年14期

10 周红霞;张红琳;黄娟;汪舟鹭;华春;;高效液相色谱法同时检测液体食品中苯甲酸、山梨酸、安赛蜜、糖精钠含量的研究[J];中国食品添加剂;2014年03期

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5 杨海洋;臭氧/超声—臭氧/氨基二氧化硅处理结晶紫废水研究[D];河南大学;2013年

6 马超;Fenton试剂深度处理制药废水的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

本文编号：2889785