壳聚糖絮凝-Fenton氧化处理有机硅废水研究

发布时间：2017-07-26 06:24

  本文关键词：壳聚糖絮凝-Fenton氧化处理有机硅废水研究

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【摘要】：针对有机硅工业废水成分复杂,污染物难处理,可生化性差等众多问题,采用壳聚糖絮凝-Fenton氧化法对其进行处理,达到降低废水化学需氧量(COD)和Cu~(2+)、Zn~(2+)离子的目的。采用乳液聚合法制备磁性羧甲基壳聚糖微球(MCMCS),通过单因素法考察了Fe_3O_4用量、戊二醛用量、span80用量、油水相比和反应温度等因素对MCMCS性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析(TG)对MCMCS进行表征。考察了MCMCS用量、溶液p H、震荡时间、初始离子浓度和温度等因素对MCMCS吸附性能的影响。结果表明:MCMCS在p H分别为5和6时,对Cu~(2+)、Zn~(2+)的饱和吸附量为27.7和23.4 mg/g,吸附符合二级动力学吸附模型;等温吸附模型符合Langmuir吸附曲线;吸附热力学表明吸附是一个自发进行的过程,且随着溶液温度的升高,饱和吸附量降低。通过平行实验,采用聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、聚丙烯酰胺(PAM)、磁性羧甲基壳聚糖(MCMCS)四种絮凝剂处理有机硅废水,考察了不同的絮凝剂在投加量、p H和温度等影响因素下的COD去除率。结果表明:MCMCS对COD的去除率最高,当MCMCS投加量为1.6 g/L时,COD由初始的5440 mg/L,降低到4284 mg/L,去除率为21.25%。通过正交实验和单因素平行实验,考察了Fenton氧化法处理有机硅废水的影响因素。结果表明:在p H=3、n(H_2O_2):n(Fe~(2+))=6:1、反应时间为60 min、温度为35℃,H_2O_2投加量为140 m L/L的最佳条件下,Fenton一次氧化可使废水的COD去除率达到91.35%。二次氧化比一次氧化对COD的去除率更高,达到93.67%,并且硫酸亚铁的用量更少,产生的污泥量也更少。采用MCMCS絮凝-Fenton氧化法综合处理废水。结果表明:当MCMCS的投加量为6 g/L时,Cu~(2+)、Zn~(2+)的含量由初始的37.4和75.8 mg/L降低到1.17 mg/L和1.03 mg/L,去除率达到96.86%和98.64%;COD降低到4620 mg/L,去除率达到15.08%。当H_2O_2的投加量为100 m L/L时,COD降低为238 mg/L。
【关键词】：有机硅废水 磁性羧甲基壳聚糖 絮凝 Fenton氧化 COD
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O636.1;X783
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 第1章 文献综述10-19
• 1.1 有机硅工业废水的水质特点10-11
• 1.2 壳聚糖及其衍生物废水处理工艺11-13
• 1.2.1 壳聚糖衍生物的吸附机理11
• 1.2.2 Fe_3O_4/羧甲基壳聚糖微球的制备11-12
• 1.2.3 壳聚糖衍生物的应用12-13
• 1.3 化学氧化法废水处理工艺13-14
• 1.3.1 Fenton氧化法的作用机理13-14
• 1.3.2 Fenton氧化法的应用14
• 1.4 有机硅工业废水的处理工艺14-18
• 1.4.1 物理法14-16
• 1.4.2 微电解处理技术16-17
• 1.4.3 生化处理工艺17
• 1.4.4 气提处理工艺17-18
• 1.5 研究目标和内容18-19
• 1.5.1 研究目标18
• 1.5.2 研究内容18-19
• 第2章 磁性羧甲基壳聚糖微球的制备19-33
• 2.1 实验试剂和仪器19-20
• 2.1.1 实验试剂19
• 2.1.2 实验仪器19-20
• 2.2 实验方法20-23
• 2.2.1 Cu~(2+)、Zn~(2+)标准曲线的测定20-21
• 2.2.2 CMCS的制备21-22
• 2.2.3 MCMCS的制备22
• 2.2.4 离子去除率的测定22-23
• 2.2.5 MCMCS的表征23
• 2.3 结果与讨论23-32
• 2.3.1 CMCS的制备工艺优化23-26
• 2.3.2 MCMCS的制备工艺优化26-29
• 2.3.3 MCMCS的表征29-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 磁性羧甲基壳聚糖对离子吸附性能研究33-45
• 3.1 实验试剂和仪器33-34
• 3.1.1 实验试剂33
• 3.1.2 实验仪器33-34
• 3.2 实验方法34
• 3.3 结果与讨论34-44
• 3.3.1 MCMCS对Cu~(2+)，，Zn~(2+)吸附性能的研究34-38
• 3.3.2 MCMCS的吸附动力学模型38-40
• 3.3.3 MCMCS的吸附等温模型40-42
• 3.3.4 MCMCS的吸附热力学42-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 絮凝法处理有机硅废水的研究45-52
• 4.1 实验试剂和仪器45-46
• 4.1.1 实验试剂45
• 4.1.2 实验仪器45-46
• 4.2 实验方法46-47
• 4.2.1 水样中COD的测定46
• 4.2.2 絮凝法处理废水46-47
• 4.3 结果与讨论47-51
• 4.3.1 絮凝剂投加量对COD去除率的影响47-48
• 4.3.2 pH对COD去除率的影响48-49
• 4.3.3 温度对COD去除率的影响49-50
• 4.3.4 四种絮凝剂对COD去除率的影响50
• 4.3.5 MCMCS对Cu~(2+)、Zn~(2+)和COD去除率的影响50-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第5章 Fenton氧化法处理有机硅废水的研究52-61
• 5.1 实验试剂和仪器52-53
• 5.1.1 实验试剂52
• 5.1.2 实验仪器52-53
• 5.2 实验方法53
• 5.3 结果与讨论53-59
• 5.3.1 Fenton氧化法正交实验53-54
• 5.3.2 H_2O_2投加量对COD去除率的影响54-55
• 5.3.3 pH值对COD去除率的影响55-56
• 5.3.4 反应温度对COD去除率的影响56
• 5.3.5 过氧化氢与硫酸亚铁溶液的摩尔比对COD去除率的影响56-57
• 5.3.6 反应时间对COD去除率的影响57-58
• 5.3.7 二级Fenton氧化法58-59
• 5.3.8 絮凝-Fenton氧化联合处理有机硅废水59
• 5.4 本章小结59-61
• 结论61-62
• 参考文献62-67
• 致谢67-68
• 导师简介68-69
• 作者简介69-70
• 学位论文数据集70

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