臭氧/微电解工艺处理活性偶氮染料废水的效能与作用机制

发布时间：2022-01-09 02:36

　　纺织印染行业在产生巨大经济效益的同时亦会产生大量的废水。随着新型染料与助剂的开发和使用,使得印染废水的处理难度不断增加,在更严格标准（《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-2012）表2）即将执行的情况下,以生物法为主的印染废水处理技术难以实现达标排放,而高成本亦限制了现有深度处理技术的应用。针对印染废水达标排放的问题,将改进的微电解填料与臭氧（ozone,O3）相结合,构成新型的臭氧/微电解工艺,以期充分发挥微电解（internal electrolysis,IE）与臭氧的优势及协同作用,实现印染废水的达标排放,同时解决微电解填料存在的钝化、板结和成本高等问题。并对臭氧与微电解的工艺耦合方式及处理效能,臭氧/微电解体系中的作用机制、典型活性偶氮染料活性艳红2的降解产物和反应途径,工艺运行参数优化和实际废水的处理成本等内容进行了研究。首先,臭氧与微电解的耦合方式和工艺效能的对比研究结果显示,臭氧/微电解工艺（ozonated internal electrolysis,OIE）相比以空间、时间先后顺序耦合的工艺形式（O3+IE和IE+O3）具有更高的处理效能,当色度和有机物去... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：159 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 印染废水处理面临的问题
        1.1.1 废水处理现状
        1.1.2 国内外废水处理差距的原因
        1.1.3 印染废水排放提标
    1.2 染料及其废水的特性分析
        1.2.1 染料分类
        1.2.2 印染加工与水质
        1.2.3 印染废水的特点
    1.3 活性偶氮染料废水处理技术研究现状
        1.3.1 处理技术的对比分析
        1.3.2 芬顿法
        1.3.3 臭氧氧化法
        1.3.4 微电解法
    1.4 臭氧/微电解耦合工艺在废水处理中的应用
        1.4.1 臭氧与微电解耦合的可行性
        1.4.2 臭氧与微电解的耦合方式
    1.5 课题研究目的和意义
    1.6 课题研究内容
第2章 试验材料与方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 试剂
        2.1.2 微电解填料
        2.1.3 惰性填料
        2.1.4 试验用水
    2.2 试验装置及方法
        2.2.1 试验装置
        2.2.2 试验设计
    2.3 检测及计算方法
        2.3.1 检测指标与主要仪器
        2.3.2 GC-MS预处理方法及操作条件
        2.3.3 活化能计算方法
第3章 臭氧与微电解耦合方式及工艺效能
    3.1 工艺耦合方式比选
        3.1.1 三种耦合工艺对色度的去除
        3.1.2 三种耦合工艺对COD的去除
        3.1.3 三种耦合工艺中p H值的变化趋势
        3.1.4 苯胺浓度及生物毒性的变化趋势
        3.1.5 总铁离子溶出情况对比
    3.2 OIE工艺处理染料模拟废水的有效性验证
        3.2.1 活性偶氮染料
        3.2.2 偶氮染料
        3.2.3 其它发色结构染料
        3.2.4 混合偶氮染料
    3.3 OIE工艺处理实际印染废水的有效性验证
        3.3.1 低浓度难降解废水
        3.3.2 高COD低色度废水
    3.4 臭氧对微电解填料的影响
        3.4.1 填料表观性状的变化
        3.4.2 填料抗压强度的变化
        3.4.3 铁离子浓度的变化
        3.4.4 p H变化规律与炭组分的损耗
    3.5 填料对臭氧传质的影响
    3.6 本章小结
第4章 臭氧/微电解体系对RR2染料的作用机制
    4.1 耦合体系存在的作用过程分析
        4.1.1 臭氧与微电解的协同作用
        4.1.2 电化学过程
        4.1.3 臭氧氧化过程
        4.1.4 铁与臭氧的协同
        4.1.5 活性炭与臭氧的协同
    4.2 RR2中间产物及降解路径
        4.2.1 RR2染料降解中间产物
        4.2.2 臭氧体系RR2降解路径
        4.2.3 微电解体系RR2降解路径
        4.2.4 OIE体系RR2降解路径
    4.3 耦合体系中自由基生成分析
        4.3.1 基于p CBA的自由基分析
        4.3.2 基于苯酚的自由基分析
    4.4 本章小结
第5章 工艺运行参数优化与成本分析
    5.1 工艺运行参数优化
        5.1.1 正交试验参数影响排序
        5.1.2 初始p H值对OIE处理RR2效果的影响
        5.1.3 染料初始浓度对OIE处理RR2效果的影响
        5.1.4 臭氧投加速率对OIE处理RR2效果的影响
    5.2 实际废水运行成本分析
        5.2.1 某印染废水处理站现有工艺运行成本
        5.2.2 臭氧/微电解工艺深度处理增加成本
        5.2.3 其它工艺运行成本类比分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]印染废水深度处理回用工程的设计与应用[J]. 胡国林.  水处理技术. 2014(07)
[2]染料废水污染现状及处理方法研究进展[J]. 陈文华,李刚,许方程,泮琇,温玲宁,都林娜.  浙江农业科学. 2014(02)
[3]催化臭氧化深度处理印染废水试验研究[J]. 王喜洋,张志峰.  环境科学与管理. 2013(09)
[4]Fenton试剂氧化—原水调节出水pH法预处理碱性印染废水[J]. 崔家琪,林旭龙,汪晓军.  化工环保. 2012(05)
[5]混凝-Fenton氧化法处理印染废水试验研究[J]. 黄炜曦,张茂申,敖良根.  市政技术. 2011(04)
[6]Fe-C微电解法预处理高浓度印染废水的研究[J]. 叶国祥,周烁灵,唐佳玙,郑豪,杨岳平,徐新华.  高校化学工程学报. 2011(03)
[7]靛蓝法测定高浓度臭氧的研究[J]. 史春薇,闫玉玲,宋官龙.  当代化工. 2011(03)
[8]微电解法处理铜冶炼废水中重金属离子研究[J]. 罗发生,徐晓军,李新征,邱珉,王盼,陈宁.  水处理技术. 2011(03)
[9]高铁酸钾对活性艳红X-3B染料去除率的试验研究[J]. 张建,李亚峰,李秒.  辽宁化工. 2011(02)
[10]印染废水的分类、组成及性质[J]. 奚旦立,马春燕.  印染. 2010(14)

博士论文
[1]印染废水处理机理与技术研究[D]. 范迪.中国海洋大学 2008

硕士论文
[1]高铁酸钾与臭氧联用处理印染废水的试验研究[D]. 沈希裴.浙江工业大学 2009
[2]改性粉煤灰及对偶氮染料废水的脱色性能研究[D]. 孙明涛.河北大学 2009
[3]Fenton试剂降解偶氮染料活性艳红X-3B的实验研究[D]. 郑第.中国地质大学 2008
[4]Fe/C内电解法对活性染料废水去除效果的研究及机理分析[D]. 吴迪.武汉科技大学 2006



本文编号：3577777