超临界含盐废水同时去除盐和苯酚等有机物的研究

发布时间：2018-11-17 13:24

【摘要】：超临界水氧化(SCWO)是以超临界水为反应媒介,利用空气、氧气等氧化剂将废水中的有机物氧化消除的一种新兴废水处理技术。在超临界水状态下,氧化剂和有机物均溶于水中,氧化反应速率极快,有机物降解彻底,因此,该方法具有处理效率高、应用范围广等特点。鉴于超临界水氧化(SCWO)的特殊优越性,本论文选择了含苯酚、苯胺、正辛醇等有机物的废水及其含盐有机废水作为研究对象,利用氧气为氧化剂,研究了这些有机物在超临界水中的氧化降解行为,取得了良好的处理效果。本文方法将为工业处理含盐有机废水提供一条新的途径,具有重要的应用前景。在自行设计的超临界水反应釜中,对含盐有机废水进行氧化降解处理,分别考察了不同反应温度和氧气压力下废水的COD降解率、有机物浓度分解率、废水硬度、碳酸盐沉淀质量对废水降解效果的影响,得到了优化处理条件。本论文主要研究工作如下:1、在反应釜达到可承受的最高压力条件下,优化出加入反应釜的蒸馏水的最大体积为70m L。2、分别配制了苯酚有机废水(COD为11590.7mg/L)、苯胺有机废水(COD为51352.0mg/L)、正辛醇有机废水(COD为6542.4mg/L),通过实验条件优化,得到最佳工艺条件:氧气压力分别为4,2,4MPa;反应温度为420℃;停留时间为60s;釜压分别为29.8、24.5、29.8MPa。在优化条件下,处理后三种废水COD分别为0.83、6.19、0.13g/L;降解率分别为92.9%、87.9%、98.0%;分解率分别为96.5%、99.9%、99.3%。3、分别配制了含苯酚和苯胺有机废水(总COD为39555.0mg/L)、苯酚和正辛醇有机废水(总COD为15456.0mg/L)、苯胺和正辛醇有机废水(总COD为33712.0mg/L),通过实验条件优化,得到最佳工艺条件:氧气压力分别为3、3、4MPa;反应温度为420℃;停留时间为60s;釜压分别为27.7、27.8、29.7MPa;在优化条件下,处理后三种废水COD分别为1.33、2.78、0.74g/L;降解率分别为96.6%、91.7%、95.2%;分解率分别为97.2%和98.4%、97.1%和97.0%、98.1%和98.7%。4、配制了含苯酚、苯胺、正辛醇的有机废水(总COD为45908.2mg/L),通过实验条件优化,得到最佳工艺条件:氧气压力4MPa;反应温度为420℃;停留时间60s;釜压为29.8MPa;在优化条件下,处理后废水COD为3.52g/L;降解率为92.3%;分解率分别为98.2%、97.9%、98.3%。5、向配制的苯酚有机废水(COD为11590.7mg/L)、苯胺有机废水(COD为51352.0mg/L)、正辛醇有机废水(COD为6542.4mg/L)、在混合三种有机物的废水中(总COD为45908.2mg/L)分别加入等摩尔的CaCl2和NaOH,在混合三种有机物的废水中(总COD为45908.2mg/L)加入等摩尔的MgCl2和NaOH,在混合三种有机物的废水中(总COD为45908.2mg/L)加入分别CaCl2、MgCl2、NaCl和NaOH。在有机废水优化条件下进行废水中钙盐、镁盐、钠盐与有机物的同时去除实验。实验结果表明,处理后废水COD分别为0.66g/L、5.10g/L、0.12g/L、3.06g/L、2.94g/L、2.86g/L;降解率分别为94.3%、90.1%、98.2%、93.2%、93.6%、93.8%;分解率分别为96.6%、99.9%、99.3%、(98.2%、97.9%和98.4%)、(98.5%、98.1%和98.6%)、(98.6%、98.3%和98.9%);处理后废水硬度为22.5mmol/L、46.5mmol/L、20.3mmol/L、87.5mmol/L、86.8mmol/L、76.4mmol/L,PH值为中性。分别回收碳酸盐沉淀1.73g、3.45g、0.39g、5.22g、5.7g、5.7g。6、为了研究在超临界水中苯酚、苯胺、正辛醇的氧化过程和产物,本文利用GC-MS技术,对超临界处理后的三种废水的氧化产物进行了分析,推测了氧化中间产物和有机物的分解过程。实验结果表明,苯酚、苯胺主要发生三类反应:1、有机物被直接被氧化为CO2;2、芳环进行开环、断裂反应,生成有机物小分子;3、有机物小分子中间体相互反应,生成较复杂产物。正辛醇主要进行断链、氧化反应,生成较小分子的醇、醛、酸。
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【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X703

【参考文献】