高级氧化法预处理焦化废水工艺筛选及其苯酚苯胺去除转化规律研究

发布时间：2020-07-29 17:04

【摘要】：焦化废水是一种典型的难降解有毒有机废水,是我国每年排放量最大的工业废水之一。焦化废水中高浓度的酚类、氰化物、氨氮等阻碍了生化处理,通过合理的预处理工艺能够有效解决这一难题。本研究通过筛选出实际工艺中可行性较高的高级氧化法对焦化废水进行预处理,本着“以废治废”的概念,对高级氧化法进行调整和组合,将锰矿石尾矿应用到预处理工艺中。本文以实际焦化废水为研究对象,首先通过实验从Fenton法、类Fenton法、臭氧法、锰矿石尾矿催化法等高级氧化工艺中筛选最适用的预处理工艺,并对其进行优化。其次,通过水质、固体成分分析等方法研究特征污染物(苯酚、苯胺)在预处理阶段的去除转化机制。最后,对预处理工艺出水的可生化性、生物毒性以及经济综合进行评价,并给出合理的工艺参数。研究结果表明:(1)UV254能够反映焦化废水的可生化性,在本课题中的焦化废水UV254与B/C值模拟曲线为y=0.4347x-1.905,R2=0.9928。(2)在低浓度焦化废水预处理工艺中,锰矿石尾矿能够替代Fenton试剂中的二价铁,最佳工艺条件为在室温下双氧水投加量2g/L,锰矿石尾矿投加量15g/L。在最佳工艺条件下,COD去除率达到55.4%,B/C值达到0.43。(3)高浓度焦化废水的最佳预处理工艺组合为先Fenton试剂后锰矿石尾矿+臭氧,最佳工艺条件为在室温条件下,双氧水与二价铁的比例为10:1,双氧水投加量7g/L,反应时间30min,锰矿石尾矿投加量1g/L,臭氧的通入时间30min。在最佳工艺条件下,COD去除率达到53.3%,B/C值达到0.54。(4)高浓度焦化废水中的特征污染物苯酚、苯胺去除率分别能够达到88.3%和71.0%,氧化过程的中间产物均为苯醌。当两种特征污染物同时存在时,锰矿石尾矿对苯胺具有优先选择去除的特性,并且锰矿石尾矿在预处理过程中主要为催化氧化作用,吸附作用不占主导地位。(5)预处理后,焦化废水对活性污泥的脱氢酶失活率从93%降低至36.8%。(6)推荐预处理工艺:低浓度焦化废水建议在焦化废水中加入双氧水后通入锰矿石尾矿滤柱;高浓度焦化废水建议在Fenton法后充入臭氧并通入锰矿石尾矿滤柱。
【学位授予单位】：上海理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X784
【图文】：

焦化废水,数据图

图 2-1 焦化废水 GC-MS 数据图对出峰时间与 GC-MS 数据库内的对比分析，可以得出焦化废水中的主要有染物。并通过对峰面积的比较，可以半定量的得出焦化废水中有机污染物的浓度。2 试剂和仪器.1 主要实验仪器试验中所用的仪器如表 2-2 所示。表 2-2 试验所用仪器名称型号生产厂家磁力加热搅拌器 HJ-6 型金坛市白塔新宝仪器厂实验室 pH 计 FE20 梅特勒-托利多仪器（上海）有限便携式可见分光光度计 DR2700 型哈西公司（HACH）

比较图,实物,出水,比较图

图 3-1 Fenton 法出水实物比较图（左侧为焦化废水原水，右侧为 Fenton 法出水）废水中氰化物以及氨氮，形成 Fe4[Fe(CN)6]3·(NH4在水中呈现深蓝色。研究化废水的色度去除以及提高可生化性都有较好的使用率较低，脱色时间久，因此需要寻找能够提一些研究钛、锰、铝等的金属氧化物以及活性炭]。综合考虑，选取对苯酚、苯胺具有较好去除率化剂。分别进行单纯臭氧氧化以及锰矿石尾矿催化化废水。100mLFenton 处理后的焦化废水，臭氧量为 2g/L。实验结果如表 3-3 所示。-3 臭氧研究实验数据（除 pH 和色度外单位均为 m

比较图,锰矿石,尾矿,出水

臭氧+锰矿石尾矿出水实物比较图

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