煤气化废水水质分析及深度处理工艺研究

发布时间：2017-09-20 02:25

  本文关键词：煤气化废水水质分析及深度处理工艺研究

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【摘要】：煤气化过程会产生大量的高浓度、高毒性的含酚废水,一般需要经过预处理、生化处理和深度处理三步处理后才能达标排放或回用。在废水处理过程中,对该类废水关键污染物的分析和表征方面,尚缺乏系统而有效的方法。此外,由于生化处理后残存在废水中的有机物质化学性质稳定、生物毒性强,因而深度处理段的处理效果不理想且处理成本高,对各类深度处理方法也缺乏系统的分析比较。针对以上难题,本文研究了煤气化废水关键污染物的分析方法,并对几类深度处理方法进行了条件优化和分析比较。本文首先分析了溴化法测定总酚方法的准确性,研究了不同影响物质对总酚测定的影响。然后建立了固相萃取前处理方法,确定了GC-MS分析条件,在此基础上分析了生化处理过程中的水质变化,包括生化前进水、厌氧池出水、好氧处理后二沉池出水和深度处理后混凝沉降池出水四种水质。继而,分析了煤气化废水中16种多环芳烃的含量。分析结果显示,废水中16种多环芳烃都能够被检测到。其中萘含量最高,高达1.685μg/L。其次菲、荧蒽、芘、苯并(a)蒽的含量都大于0.2μg/L。接下来,本文分别利用混凝沉降、Fenton氧化及混凝沉降-Fenton氧化联合的方式对生化后废水进行了深度处理研究。在混凝沉降实验过程中对比分析了硫酸铁、明矾、聚合硫酸铁和聚合氯化铝四种絮凝剂的絮凝沉降效果,实验结果表明,聚合硫酸铁絮凝效果最好,COD可降至92.4 mg/L,去除率60.17%,同时色度和浊度的除率分别为66.84%和96.83%。Fenton氧化实验分别运用单因素实验和响应曲面法优化分析了pH值、H2O2投加浓度、H2O2与Fe2+的摩尔比和反应时间四个因素对Fenton氧化效果的影响。得出最佳氧化条件为:pH值为3.33,H2O2的投加浓度为1146.17 mg/L,H2O2与Fe2+投加摩尔比为3.24,反应时间为60 min。COD最终去除率为65.36%。混凝沉降联合Fenton氧化实验中,选用聚合硫酸铁作混凝剂,混凝沉降后的废水在pH值为3.5,H2O2投加浓度为300 mg/L,H2O2与Fe2+的摩尔比值为4:1,反应时间为40 min条件下。COD可降至28 mg/L左右。整个处理过程的COD去除率达到87.93%,进一步降低了废水回收利用的难度。
【关键词】：煤气化废水 水质分析 多环芳烃 Fenton氧化 混凝沉降
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X784
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 引言9-11
• 1 综述11-29
• 1.1 煤气化废水的来源和危害11-12
• 1.1.1 煤气化废水的来源11
• 1.1.2 煤气化废水的特点及危害11-12
• 1.2 煤气化废水分析方法12-17
• 1.2.1 样品前处理方法13-15
• 1.2.2 多环芳烃的测定方法15-17
• 1.3 煤气化废水处理现状17-24
• 1.3.1 预处理18-19
• 1.3.2 生化处理19-21
• 1.3.3 深度处理21-24
• 1.4 混凝沉降和Fenton氧化原理24-28
• 1.4.1 混凝沉降的原理24-26
• 1.4.2 Fenton氧化原理26-28
• 1.5 课题研究目的和意义28
• 1.6 研究内容28-29
• 2 预处理过程中溴化法测定总酚的准确性分析29-37
• 2.1 引言29
• 2.2 实验药品试剂和仪器29-30
• 2.2.1 实验药品试剂29-30
• 2.2.2 实验仪器30
• 2.3 实验方法30-31
• 2.4 实验结果与讨论31-36
• 2.4.1 废水中有机组分分析31-32
• 2.4.2 废水的酚含量和COD分析32
• 2.4.3 SO_2对测定结果的影响32
• 2.4.4 H_2S对测定结果的影响32-33
• 2.4.5 酮类和烯类对测定结果的影响33-34
• 2.4.6 不同种类的酚对测定结果的影响34-35
• 2.4.7 酚氧化后对测定结果的影响35-36
• 2.5 小结36-37
• 3 生化处理和深度处理过程中水质变化分析37-47
• 3.1 煤气化废水水质37
• 3.2 实验药品试剂和仪器37-38
• 3.2.1 实验药品试剂37-38
• 3.2.2 实验仪器38
• 3.3 实验方法38-40
• 3.3.1 水样采集38
• 3.3.2 水样的前处理38-39
• 3.3.3 水样的测定39-40
• 3.4 实验结果与讨论40-45
• 3.4.1 厌氧处理前（生化前进水）水质分析40-41
• 3.4.2 厌氧处理后水质分析41-42
• 3.4.3 好氧处理后水质分析42-44
• 3.4.4 混凝沉降处理后水质分析44-45
• 3.5 小结45-47
• 4 废水中多环芳烃的测定分析47-55
• 4.1 多环芳烃的基本信息47-49
• 4.2 实验药品试剂和仪器49
• 4.2.1 实验药品试剂49
• 4.2.2 实验仪器49
• 4.3 实验方法49-50
• 4.3.1 水样采集49
• 4.3.2 水样的前处理49-50
• 4.3.3 多环芳烃的测定50
• 4.4 实验结果与讨论50-54
• 4.4.1 标准曲线和相关系数50-52
• 4.4.2 高低浓度加标回收率和精密度的测定52-53
• 4.4.3 水中多环芳烃的测定53-54
• 4.5 小结54-55
• 5 煤气化废水的深度处理55-79
• 5.1 引言55-56
• 5.2 实验药品试剂和仪器56
• 5.2.1 实验药品试剂56
• 5.2.2 实验仪器56
• 5.3 实验方法56-58
• 5.3.1 混凝沉降工艺实验方法56-57
• 5.3.2 Fenton氧化工艺实验方法57
• 5.3.3 混凝沉降联合Fenton氧化工艺实验方法57-58
• 5.4 实验结果与讨论58-77
• 5.4.1 混凝沉降法深度处理煤气化废水58-61
• 5.4.2 Fenton氧化深度处理煤气化废水61-66
• 5.4.3 响应面法优化Fenton氧化的实验研究66-71
• 5.4.4 混凝联合Fenton氧化法深度处理煤气化废水71-76
• 5.4.5 废水处理成本计算76
• 5.4.6 Fenton氧化后废水中的难降解物质及多环芳烃的分析76-77
• 5.5 小结77-79
• 结论与展望79-81
• 参考文献81-87
• 致谢87-89
• 攻读硕士学位期间发表的论文目录89-90

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