臭氧催化氧化和活性炭吸附在化工园区难降解污水深度处理中的试验研究

发布时间：2017-10-06 00:14

  本文关键词：臭氧催化氧化和活性炭吸附在化工园区难降解污水深度处理中的试验研究

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【摘要】：化工园区污水处理厂所需要处理的污水水质一般较为复杂,污水一般具有一定的难降解性。木试验用水取自江苏盐城某污水处理厂,利用臭氧催化氧化工艺和活性炭吸附工艺对该污水处理厂处理的难降解污水进行深度处理。本试验探究臭氧催化氧化工艺和活性炭吸附工艺过程条件因素对工艺处理效果的影响状况,寻找到臭氧催化氧化工艺和活性炭吸附工艺运行的最优工艺条件,并创新性的将臭氧催化氧化工艺和活性炭吸附工艺组合到一起,为化工园区难降解污水提供了新的处理方法。在综合考虑经济性和处理效果的情况下,使该污水处理厂所处理的难降解污水达到国家排放标准。文章先分别研究了臭氧催化氧化工艺和活性炭吸附工艺中反应条件对工艺处理效果的影响。研究发现,以二氧化锰为催化剂,在pH=9、气体流速为0.4L/min、水温25℃、锰砂颗粒催化剂颗粒直径D=3-4mm、试验水力停留时间为1h的试验条件下臭氧催化氧化工艺可以获得最佳处理效果。同时对臭氧催化氧化工艺出水进行深入研究发现,试验进出水中有机物质种类、数量差异较大,进一步推测臭氧催化氧化工艺的去除效果可能与有机物的饱和程度有关。同时试验活性炭吸附工艺对该试验污水作用。研究发现,改性活性炭、椰壳活性炭对实验用水中的有机物有较强的吸附性能。在活性炭吸附试验中,改性活性炭和椰壳活性炭的最佳活性炭投加量同为2g/L,二者最佳的吸附时间都是30min。升温于促进活性炭吸附速率,但对最终的吸附平衡点影响较小。此外,通过对试验数据进行动力学分析发现活性炭吸附过程中液膜扩散是主要控速步骤。通过对试验数据进行热力学分析发现活性炭吸附主要为物理吸附,更加深入的了解活性炭吸附机理。在臭氧催化氧化工艺和活性炭吸附工艺分别作用的研究基础上试验综合利用了臭氧催化氧化工艺和活性炭吸附工艺对试验污水进行了处理。试验发现,臭氧催化氧化工艺和活性炭吸附工艺的组合工艺对污水的处理效果较单独使用臭氧催化氧化工艺或活性炭吸附工艺有明显的优越性。试验对比了AC+O3工艺和O3+AC工艺研究发现,二者均可以达到试验出水COD小于50mg/L的国家排放标准且AC+O3工艺具有一定经济性。试验创新性的将活性炭吸附工艺和臭氧催化氧化工艺组合到了一起,化工园区难降解污水的COD去除率最高可达到82%。
【关键词】：臭氧催化氧化 活性炭吸附 难降解废水 化工园区 催化剂
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X78;TQ424.1;O643.3
【目录】：

• 学位论文数据集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 绪论15-29
• 1.1 工业难降解废水处理概述15-17
• 1.1.1 工业废水污染现状15
• 1.1.2 工业废水常用处理工艺15-16
• 1.1.3 工业废水处理现状和问题16-17
• 1.2 臭氧在水处理领域的应用17-25
• 1.2.1 臭氧催化氧化技术18
• 1.2.2 臭氧氧化与活性炭联合工艺18-19
• 1.2.3 臭氧氧化与紫外线联合工艺19-20
• 1.2.4 臭氧氧化与H_2O_2联合工艺20-21
• 1.2.5 臭氧氧化与超声联合工艺21-22
• 1.2.6 不同臭氧氧化处理工艺的对比22-25
• 1.3 活性炭在水处理领域的应用25-27
• 1.3.1 活性炭应用原理25
• 1.3.2 活性炭应用现状25-27
• 1.3.3 活性炭应用中的问题及应用前景27
• 1.4 论文研究的目的和内容27-29
• 1.4.1 论文研究的目的27-28
• 1.4.2 论文研究的主要内容28-29
• 第二章 试验材料和分析方法29-35
• 2.1 试验分析项目与方法29
• 2.2 试验进水水质分析29-32
• 2.2.1 试验进水常规项目分析及方法29-30
• 2.2.2 试验进水色质联机结果分析30-32
• 2.3 臭氧催化氧化试验试验装置32-33
• 2.4 活性炭吸附试验试验装置33-35
• 第三章 臭氧催化氧化工艺处理工业难降解污水研究35-51
• 3.1 催化剂筛选试验35-37
• 3.2 过程条件因素优化37-47
• 3.2.1 pH对臭氧催化氧化效果的影响分析37-39
• 3.2.2 气体流速对臭氧催化氧化效果的影响分析39-40
• 3.2.3 水温对臭氧催化氧化效果的影响分析40-42
• 3.2.4 催化剂投加量对臭氧催化氧化效果的影响分析42-43
• 3.2.5 反应停留时间对臭氧催化氧化效果的影响分析43-44
• 3.2.6 锰砂对臭氧催化氧化效果的影响分析44-47
• 3.2.6.1 锰砂成分分析44-46
• 3.2.6.2 锰砂颗粒直径对臭氧催化氧化效果的影响分析46-47
• 3.3 臭氧催化氧化工艺对污水水质成份的影响47-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第四章 活性炭吸附工艺处理工业难降解污水研究51-71
• 4.1 吸附剂筛选试验51-53
• 4.2 改性活性炭吸附效果影响条件分析53-56
• 4.2.1 活性炭投加量对吸附效果的影响分析54
• 4.2.2 吸附时间对吸附效果的影响分析54-55
• 4.2.3 吸附温度对吸附效果的影响分析55-56
• 4.3 椰壳活性炭吸附效果影响条件分析56-59
• 4.3.1 活性炭投加量对吸附效果的影响分析57
• 4.3.2 吸附时间对吸附效果的影响分析57-59
• 4.3.3 吸附温度对吸附效果的影响分析59
• 4.4 活性炭吸附动力学和吸附热力学分析59-66
• 4.4.1 活性炭吸附动力学分析59-65
• 4.4.2 活性炭吸附热力学分析65-66
• 4.5 活性炭吸附对水质成分影响分析66-69
• 4.6 本章小结69-71
• 第五章 臭氧催化氧化和活性炭吸附组合处理工业难降解污水研究71-83
• 5.1 AC+O_3工艺处理效果研究71-75
• 5.1.1 AC+O_3工艺处理效果正交分析72-74
• 5.1.2 AC+O_3工艺运行条件分析74-75
• 5.2 O_3+AC工艺处理效果研究75-80
• 5.2.1 O_3+AC工艺处理效果正交分析76-79
• 5.2.2 AC+O_3工艺运行条件分析79-80
• 5.3 AC+O_3工艺和O_3+AC工艺经济性分析80-81
• 5.4 本章小结81-83
• 第六章 结论与建议83-85
• 6.1 试验结论83-84
• 6.2 试验建议84-85
• 参考文献85-91
• 致谢91-93
• 作者与导师简介93-94
• 作者介绍93
• 导师介绍93-94
• 附件94-95

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