高级氧化技术用于废水脱苯酚工艺及概念设计研究

发布时间：2017-05-22 13:01

  本文关键词：高级氧化技术用于废水脱苯酚工艺及概念设计研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：含酚废水是指水体中含有酚类物质及其衍生物的有机废水,它因毒性高、难降解的特点引起了废水处理领域的关注。Fenton氧化技术作为高级氧化技术中一个新兴的分支,在苯酚废水的处理中显示出良好的应用前景。非均相Fenton氧化技术是用含铁的固体催化剂代替溶液中Fe2+的Fenton氧化技术,其具有氧化效率高、H202消耗量低、pH适用范围广和可以再生循环使用等特点。金属有机骨架材料(mental-organic frameworks, MOFs)是一类具有广阔应用前景的新型多孔材料,由金属离子与有机配体杂化生成,通过“组装”不同的二级结构单元(Secondary building unit, SBU),可使材料具有各种纳微尺度的骨架型规整孔道结构、超大的比表面积和孔隙率及较小的固体密度,因此,MOFs在气体储存、吸附分离、光电催化、离子交换、生物活性和分子识别等领域展现出潜在的应用前景。目前,仅有极少量的研究应用MOFs进行废水处理,但是鉴于其具有的优良特性,为废水处理特别是非均相Fenton技术的研究提供了新的方向。另外,石墨烯作为新型的功能性材料,在各个领域的应用都处于探索研究中,更为本文提供了新的研究可能。(1)本文选用活性炭、氧化石墨、石墨烯作为载体,采用浸渍法负载铁,制备了三种不同的催化剂,比较了各种催化剂对苯酚的吸附、降解效果,显示该类催化剂有一定的脱酚效果。(2)以1,3,5均三苯甲酸,七水硫酸亚铁,硝酸为原料,采用水热合成的方法制备了Fe-BTC,便对其进行了表征。将其应用于苯酚废水的处理,考查了料液初始pH、催化剂投量、反应时间、废水浓度等因数对苯酚废水降解效果的影响,探索出了最佳反应条件。(3)把上述最佳条件下的小试成果运用到工业设计上处理年产8万吨含苯酚废水,该设计成果有潜在应用价值。
【关键词】：Fenton氧化技术 金属有机骨架材料 氧化石墨 石墨烯 负载铁催化剂
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 1 绪论11-12
• 2 文献综述12-33
• 2.1 含酚废水简介12-13
• 2.1.1 含酚废水来源12
• 2.1.2 含酚废水的危害12-13
• 2.1.3 各类水体中酚的浓度标准13
• 2.2 含酚废水的处理现状13-20
• 2.2.1 物理法处理废水技术14-16
• 2.2.1.1 吸附法14
• 2.2.1.2 萃取14-15
• 2.2.1.3 蒸汽萃脱15-16
• 2.2.2 生物法处理废水技术16-17
• 2.2.2.1 活性污泥法16
• 2.2.2.2 酶催化16
• 2.2.2.3 生物膜法16-17
• 2.2.3 化学法处理废水技术17-20
• 2.2.3.1 湿式催化氧化17-18
• 2.2.3.2 光催化氧化18-19
• 2.2.3.3 超临界水氧化19
• 2.2.3.4 超声声化学氧化19-20
• 2.2.3.5 电化学氧化20
• 2.3 Fenton氧化技术20-29
• 2.3.1 Fenton反应发展及其机理20-22
• 2.3.2 均相Fenton氧化技术22-25
• 2.3.2.1 传统的均相Fenton技术22-23
• 2.3.2.2 光助均相Fenton均相氧化23-24
• 2.3.2.3 超声辅助均相Fenton氧化24
• 2.3.2.4 电辅助Fenton均相氧化24-25
• 2.3.2.5 微波辅助Fenton均相氧化25
• 2.3.3 非均相Fenton氧化技术25-29
• 2.3.3.1 粉末状铁或铁氧化物催化剂26-27
• 2.3.3.2 负载型铁催化剂27-29
• 2.3.3.2.1 无机载体催化剂27-28
• 2.3.3.2.2 有机高分子载体催化剂28-29
• 2.4 化工过程的概念设计29-31
• 2.4.1 概念设计的重要性29
• 2.4.2 概念设计的衡量标准和考虑因素29-30
• 2.4.3 概念设计的内容30-31
• 2.5 论文研究思路及研究内容31-33
• 3 实验和分析方法33-45
• 3.1 实验仪器及试剂33-34
• 3.2 催化剂的制备及苯酚废水的处理方法34-37
• 3.2.1 非均相Fenton催化剂制备34-37
• 3.2.1.1 碳材料负载型铁催化剂制备34-35
• 3.2.1.2 MOFs制备35-36
• 3.2.1.3 石墨烯的制备36-37
• 3.2.2 非均相Fenton试剂处理苯酚废水工艺37
• 3.3 实验分析方法37-45
• 3.3.1 苯酚含量的测量37-38
• 3.3.2 化学需氧量的测定38-41
• 3.3.3 溶液中微量Fe离子的测定41-45
• 4 含酚废水非均相催化氧化工艺的研究45-57
• 4.1 负载型铁催化剂性能的研究45-49
• 4.1.1 不同催化剂负载性能考察45-46
• 4.1.2 不同载体催化剂对苯酚吸附降解性能考察46-47
• 4.1.3 催化剂稳定性考察47-49
• 4.2 FeBTC催化剂性能的研究49-56
• 4.2.1 反应时间对降解效果的影响49-51
• 4.2.2 初始pH值对降解效果的影响51-53
• 4.2.3 催化剂用量对降解效果的影响53-55
• 4.2.4 催化剂使用次数对降解效果的影响55-56
• 4.3 小结56-57
• 5 非均相催化脱酚工艺概念设计57-62
• 5.1 概念设计在化工设计中的地位57-58
• 5.2 废水脱苯酚工艺技术方案的选择58
• 5.3 废水脱苯酚工艺原理58
• 5.4 工艺流程框图58-59
• 5.5 工艺流程图59
• 5.6 工艺设计条件59-60
• 5.7 关键设备概念设计60-61
• 5.7.1 反应器60-61
• 5.7.2 静置储罐61
• 5.7.3 泵的选型61
• 5.8 三废处理61
• 5.9 工业化放大仍需面临的问题61-62
• 6 结论和展望62-64
• 6.1 结论62
• 6.2 展望62-64
• 参考文献64-69
• 作者简历69
• 设计项目经历及科研成果69

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈胜兵,何少华,娄金生,谢水波;Fenton试剂的氧化作用机理及其应用[J];环境科学与技术;2004年03期

2 张德莉;黄应平;罗光富;刘德富;马万红;赵进才;;Fenton及Photo-Fenton反应研究进展[J];环境化学;2006年02期

3 范拴喜;江元汝;;Fenton法的研究现状与进展[J];现代化工;2007年S1期

4 蒋进元;李勇;王国威;周岳溪;;Fenton法处理腈纶聚合废水[J];环境科学研究;2010年07期

5 刘红玉;李戎;;Fenton反应及其在印染废水处理中的应用进展[J];印染助剂;2010年09期

6 张天永;史慧贤;卢洲;杨秋生;刘旭;韩聪;;Photo-Fenton和Photo-Fenton-like试剂对萘羟基化反应的影响[J];精细石油化工;2010年02期

7 况柏华;;Fenton试剂处理树脂废水影响因素研究[J];广东化工;2012年10期

8 冯柏林;梁继美;杜婷;王毅;;Fenton法的反应机理及类Fenton法的应用研究[J];广东化工;2012年15期

9 林于廉;田伟;杨志敏;陈玉成;陈庆华;李家杰;;微波-Fenton对沼液中抗生素和激素的高级氧化[J];环境工程学报;2013年01期

10 ;A Novel and Convenient Assay for the Determination of OH Produced by Fenton Reaction[J];Chinese Chemical Letters;1998年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 张媛媛;涂玉婷;熊亚;;Fenton-like Catalytic Activity of Nano-Lamellar Fe_2V_4O_(13) towards Degradation of Organic Pollutants[A];第六届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2009年

2 ;Detection of Peptide Damage Induced by Fenton Reaction with Electrochemical Biosensor[A];第十一次中国生物物理学术大会暨第九届全国会员代表大会摘要集[C];2009年

3 周乃磊;王中琪;徐旭东;;采用Fenton/UV技术处理工业切削液废水的试验研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集（第一卷）[C];2009年

4 ;Fenton-like and Photo-Fenton-like Performance of FeVO_4[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年

5 班福忱;刘炯天;段海霞;;电-Fenton法在水处理中的研究现状及发展趋势[A];2008中国水处理技术研讨会暨第28届年会论文集[C];2008年

6 罗玮;朱丽华;M.E.Abbas;唐和清;;铁酸铋类Fenton催化剂的制备及其应用[A];持久性有机污染物论坛2010暨第五届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集[C];2010年

7 刘鸿;李湘中;王静;玄小立;;电-Fenton反应降解有机污染物的动力学研究[A];第三届全国环境化学学术大会论文集[C];2005年

8 王静;刘鸿;曾锋;;电-Fenton降解邻苯二甲酸二甲酯的研究[A];第三届全国环境化学学术大会论文集[C];2005年

9 赵景联;李厚宝;苏慈;;超声辐射Fenton反应连续流方式降解水相酚的研究[A];中国化学会第八届水处理化学大会暨学术研讨会论文集[C];2006年

10 马家海;赵进才;;Fenton-like反应中蒽醌分子的可见光助催化作用[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 大连太平洋电子有限公司 胡惠菲邋孙敬孝 于长兴 思捷环保科技有限公司 杨光辉;实施PCB清洁生产和循环利用[N];中国电子报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 吴彦霖;基于羟基自由基（HO~·）和硫酸根自由基（SO_4~(·-)）的高级氧化技术的研究[D];复旦大学;2014年

2 梁欢;硅藻土基非均相Fenton催化材料的制备及其降解染料废水的研究[D];中国地质大学;2015年

3 丁星;典型环境污染物的光电催化去除及其机理研究[D];华中师范大学;2015年

4 陈永利;非均相UV-Fenton处理氯酚废水的研究[D];广西大学;2015年

5 王勇;类Fenton法氧化废水中邻苯二酚的效能及机制研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

6 周海燕;有机氯污染土壤的类Fenton氧化处理与机理研究[D];华中科技大学;2015年

7 杨春维;Fenton与电Fenton技术处理有机废水的应用研究[D];大连理工大学;2012年

8 胡晓斌;碳纳米管负载四氧化三铁复合纳米粒子的制备及其对17α-甲基睾酮的类Fenton降解研究[D];南京大学;2012年

9 白翠萍;类Fenton高级氧化技术处理染料废水的研究[D];武汉理工大学;2012年

10 向罗京;非均相Fenton反应催化剂的制备及其在难降解有机物处理中的应用[D];武汉大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 周雅莉;紫外光结合Fenton法处理炸药废水研究[D];中北大学;2006年

2 雷敏;UV-Fenton降解全氟辛酸及其机理研究[D];华中科技大学;2011年

3 龙冉冉;异相Fenton法降解Orange Ⅱ的研究[D];华南理工大学;2015年

4 方飞;Fe/污泥非均相Fenton催化剂的制备、表征及性能研究[D];浙江大学;2015年

5 周武元;毒死蜱的毒性及其化学氧化去除的试验研究[D];燕山大学;2015年

6 张晓;葡萄酒废水Fenton氧化及生物处理实践研究[D];青岛理工大学;2015年

7 韩征飞;Fenton流化床—混凝沉淀深度处理造纸废水的试验研究[D];郑州大学;2015年

8 杨龙;微波协同Fenton降解邻苯二甲酸二甲酯及协同机理研究[D];青岛理工大学;2015年

9 印献栋;强化Fenton氧化深度处理头孢菌素废水研究[D];河北科技大学;2014年

10 彭晓t

本文编号：385747