微波高级氧化工艺处理化学镀铜镍废水

发布时间：2020-10-19 22:47

　　 化学镀工业园区中常产生化学镀铜或镀镍废水,此类废水中含大量不同浓度的络合态铜或镍污染物。芬顿工艺为该类废水最常用的处理方法,但仍存在氧化效率低、产泥量高等弊端。近年来,微波高级氧化工艺已被证实可高效处理煤炭、医药等行业产生的难降解废水,具有处理效能高、污泥产量少等优点,理论上可以有效处理化学镀铜或镀镍废水,解决传统芬顿工艺存在的不足,但目前对于微波高级氧化工艺处理该类废水的研究鲜有报道。因此,本课题针对模拟化学镀铜/镍废水(Cu/Ni-EDTA),通过小试试验,进行了基于微波的高级氧化工艺处理研究,得到化学镀铜镍废水的综合处理方案。对于Ni-EDTA单一废水,通过小试试验,确定了最佳处理方式为微波-芬顿工艺。针对浓度为100 mg/L左右的该类废水,较优处理工况为:初始p H为3,Fe~(2+)和H_2O_2投加量分别为1 mmol/L和41 mmol/L,微波功率为210 W,反应时间为10 min。在该工况下,Ni和TOC去除率可达到94.0%和40.1%,污泥产量仅为0.28 g/L。针对浓度高达1000 mg/L的该类废水,在更低的初始pH,更高的H_2O_2和Fe~(2+)投加量,相同的微波功率和更少的反应时间条件下,即可获得较优的去除效果,Ni和TOC去除率可达到96.2%和53.4%。对于Cu-EDTA单一废水,最佳的处理方式为微波-过氧化氢工艺。浓度为100 mg/L左右的该类废水的较优处理工况为:初始p H为3,H_2O_2投加量为41mmol/L,微波功率为210 W,反应时间为10 min。在该工况下,Cu和TOC去除率分别为97.1%和60.7%,污泥产量仅为0.15 g/L。浓度高达1000 mg/L的该类废水,在较优工况下的Cu和TOC去除率可达到92.9%和66.3%。在较优反应条件下,使用微波-过氧化氢工艺处理Ni-EDTA和Cu-EDTA浓度均为500 mg/L左右的混合废水,Cu、Ni和TOC的去除率分别可达到95.0%、90.7%和44.4%。试验对比了Ni-EDTA和Cu-EDTA两类废水混合处理和分别单独处理的效果。结果表明,两者混合处理后虽然能耗稍有增加,但去除率接近,并可有效减少污泥产量,因此在同时存在这两类高浓度废水的情况下,适合将两者混合后再进行处理。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X781.1
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 化学镀铜镍废水处理技术研究进展
        1.2.1 物化处理法
        1.2.2 高级氧化法
    1.3 高浓度化学镀铜镍废水混合处理研究现状
    1.4 微波机理及研究现状
        1.4.1 微波辐照机理及特点
        1.4.2 微波在废水处理领域的研究现状
    1.5 课题来源及研究目的与意义
        1.5.1 课题来源
        1.5.2 研究目的及意义
    1.6 研究内容及技术路线
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 技术路线
第2章 试验材料与方法
    2.1 试验药品和仪器
        2.1.1 试验药品
        2.1.2 试验仪器
    2.2 试验用水
    2.3 试验方法
        2.3.1 恒功率微波高级氧化试验
        2.3.2 恒温微波高级氧化试验
    2.4 检测方法
        2.4.1 常规指标分析方法
2O₂测定方法'>        2.4.2 H₂O₂测定方法
        2.4.3 羟基自由基测定方法
        2.4.4 污泥分析方法
第3章 MW-Fenton工艺处理Ni-EDTA废水
    3.1 不同浓度Ni-EDTA废水处理工艺比选
        3.1.1 低浓度Ni-EDTA废水处理工艺比选
        3.1.2 高浓度Ni-EDTA废水处理工艺比选
    3.2 低浓度Ni-EDTA废水影响因素优化
        3.2.1 初始pH的影响
2+投加量的影响'>        3.2.2 Fe²⁺投加量的影响
2O₂投加量的影响'>        3.2.3 H₂O₂投加量的影响
        3.2.4 微波功率的影响
        3.2.5 共存物质的影响
        3.2.6 两级MW-Fenton工艺处理效能研究
    3.3 高浓度Ni-EDTA废水影响因素优化
        3.3.1 初始pH的影响
2+投加量的影响'>        3.3.2 Fe²⁺投加量的影响
2O₂投加量的影响'>        3.3.3 H₂O₂投加量的影响
        3.3.4 微波功率的影响
    3.4 MW-Fenton工艺处理Ni-EDTA废水反应特性研究
        3.4.1 UV-vis全光谱扫描
        3.4.2 反应体系pH变化规律
        3.4.3 反应活性物种分析
        3.4.4 污泥性质分析
    3.5 本章小结
2O₂工艺处理Cu-EDTA废水研究'>第4章 MW-H₂O₂工艺处理Cu-EDTA废水研究
    4.1 不同浓度Cu-EDTA废水处理工艺比选
        4.1.1 低浓度Cu-EDTA废水处理工艺比选
        4.1.2 高浓度Cu-EDTA废水处理工艺比选
    4.2 低浓度Cu-EDTA废水影响因素优化
        4.2.1 初始pH的影响
2O₂投加量的影响'>        4.2.2 H₂O₂投加量的影响
        4.2.3 微波功率的影响
        4.2.4 共存物质的影响
        4.2.5 两级MW-AOPs工艺处理效能研究
    4.3 高浓度Cu-EDTA废水影响因素优化
        4.3.1 初始pH的影响
2O₂投加量的影响'>        4.3.2 H₂O₂投加量的影响
        4.3.3 微波功率的影响
2O₂工艺处理Cu-EDTA废水反应特性研究'>    4.4 MW-H₂O₂工艺处理Cu-EDTA废水反应特性研究
        4.4.1 UV-vis全光谱扫描
        4.4.2 反应体系pH变化规律
        4.4.3 反应体系活性物种分析
        4.4.4 污泥性质分析
        4.4.5 微波效应分析
    4.5 本章小结
第5章 高浓度Cu-Ni-EDTA混合废水处理效能研究
    5.1 高浓度Cu-Ni-EDTA混合废水处理效果研究
        5.1.1 共混处理与单独处理反应效果对比
        5.1.2 Cu/Ni混合比对去除率的影响
        5.1.3 初始pH的影响
2O₂投加量的影响'>        5.1.4 H₂O₂投加量的影响
        5.1.5 微波功率的影响
2O₂工艺处理Cu-Ni-EDTA混合废水反应特性研究'>    5.2 MW-H₂O₂工艺处理Cu-Ni-EDTA混合废水反应特性研究
        5.2.1 反应体系活性物种分析
        5.2.2 污泥性质分析
    5.3 实际化学镀铜镍废水处理策略
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢

【参考文献】

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本文编号：2847823