超声空化及其组合技术降解焦化废水的研究
发布时间：2023-11-24 17:14
利用超声空化技术降解水中的有机污染物已经引起了世界各国水处理专家的广泛关注，但目前主要是研究低浓度单组分模拟废水的降解。本文以高浓度难降解的实际焦化废水为研究对象，详细研究了超声空化及其组合技术对其中的氨氮、有机氮和有机物(CODcr)的降解效果、作用机理和反应过程动力学。以焦化废水中的有机物苯酚为代表，深入研究了超声空化对苯酚的降解效果、作用机理、降解途径和反应过程动力学。较详细地研究了联合应用超声空化与Fenton试剂氧化法降解焦化废水的效果。特别是将超声空化技术与生物法联合用于降解高浓度难降解的焦化废水，考查了在不同条件下该组合工艺对焦化废水中的有机物(CODcr)的降解效果，并采用新型的水质模型对超声空化预处理降解焦化废水中各有机物组分的作用进行了分析解释，同时考查了催化剂在该组合工艺中的作用。 超声空化效应对焦化废水中的氨氮和有机氮有不同程度的降解作用，其对氨氮的降解效果优于对有机氮的降解效果。溶液的初始pH值、初始浓度、饱和气体的存在与否及其作用方式和超声波的声能密度是影响其降解效果的主要因素。废水中氨氮和有机氮降解的作用...
【文章页数】：198 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
目录
1 文献综述
1.1 焦化废水处理技术的研究进展
1.1.1 焦油的去除方法
1.1.2 有机物的去除方法
1.1.3 氨氮的去除方法
1.2 超声空化降解水中有机污染物的研究进展
1.2.1 超声空化对水中不同有机污染物的降解作用
1.2.2 超声空化降解水中有机污染物效果的影响因素
1.2.2.1 超声场的影响
1.2.2.2 物系性质的影响
1.2.3 声化学反应器的类型
1.2.3.1 超声清洗槽式声化学反应器
1.2.3.2 声变幅杆浸入式声化学反应器
1.2.3.3 平行板近场声处理器
1.2.3.4 正交反应器
1.2.4 超声空化降解水中有机污染物的研究动态
1.2.4.1 超声波—臭氧(US—O3)联用
1.2.4.2 超声波—过氧化氢(US—H2O2)联用
1.2.4.3 超声波—光氧化联用
1.2.4.4 超声波—电化学联用
1.2.5 本节小结
1.3 高级氧化技术的研究进展
1.3.1 均相催化氧化法
1.3.1.1 Fenton试剂(H2O2+Fe2+)氧化法
1.3.1.2 O3+H2O2(臭氧和过氧化氢组合)氧化法
1.3.2 光催化氧化法
1.3.2.1 多相光催化氧化法
1.3.2.2 H2O2+UV(过氧化氢和紫外光组合)氧化法
1.3.2.3 O3+UV(臭氧和紫外光组合)氧化法
1.3.2.4 O3+H2O2+UV(臭氧+过氧化氢+紫外光组合)氧化法
1.3.3 多相湿式催化氧化法
1.3.4 其它催化氧化法
1.4 湿式催化氧化技术的研究进展
1.4.1 均相湿式催化氧化法
1.4.2 非均相湿式催化氧化法
1.4.3 本节小结
2 研究的目的、意义和内容
2.1 立题的背景和意义
2.2 立题思想和研究内容
2.2.1 立题思想
2.2.2 研究内容
3 超声空化降解焦化废水中的氨氮及有机氮的研究
3.1 研究方法
3.1.1 试验装置
3.1.2 试验方法
3.1.3 分析方法
3.2 焦化废水的来源及性质
3.3 超声空化的基本理论
3.3.1 超声空化与空化阈值
3.3.2 超声波作用下空化泡的运动
3.3.2.1 空化泡的崩溃时间
3.3.2.2 瞬态空化和稳态空化
3.3.3 超声空化机理
3.3.4 超声空化反应的位置
3.4 超声空化降解焦化废水中的氨氮和有机氮的效果和影响因素
3.4.1 不同初始pH值下氨氮和有机氮的降解效果
3.4.2 饱和气体不同作用方式下氨氮和有机氮的降解效果
3.4.3 不同初始浓度下氨氮和有机氮的降解效果
3.4.4 不同能量密度下氨氮和有机氮的降解效果
3.5 超声空化降解焦化废水中氨氮和有机氮作用机理的研究
3.5.1 自由基清除剂对氨氮和有机氮降解效果的影响
3.5.2 试验过程中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的测定结果
3.5.3 试验过程中总氮的测定结果
3.5.4 容器密闭试验
3.6 超声空化降解焦化废水中氨氮和有机氮的动力学研究
3.6.1 超声空化降解废水中氨氮和有机氮的化学反应动力学模式
3.6.1.1 化学反应的速率方程式
3.6.1.2 反应级数的确定
3.6.1.3 实验结果及讨论
3.6.2 能量密度对废水中氨氮和有机氮降解速率的影响
3.7 本章小结
4 超声空化降解焦化废水中苯酚的研究
4.1 研究方法
4.1.1 试验装置
4.1.2 试验方法
4.1.3 分析方法
4.2 超声空化对苯酚降解效果的研究
4.2.1 饱和气体不同作用方式下苯酚的超声降解效果
4.2.2 不同初始pH值下苯酚的超声降解效果
4.2.3 不同初始浓度下苯酚的超声降解效果
4.2.4 催化剂对苯酚超声降解效果的影响
4.2.5 超声空化与Fenton试剂联合降解苯酚效果的研究
4.2.6 超声空化单独降解苯酚的高效液相色谱图
4.3 超声空化降解苯酚作用机理的研究
4.3.1 自由基清除剂对苯酚超声降解效果的影响
4.3.2 苯酚降解的中间产物
4.3.3 苯酚降解机理的探讨
4.4 超声空化降解苯酚的反应动力学研究
4.4.1 苯酚超声降解的动力学模式
4.4.2 苯酚超声降解的动力学规律
4.5 本章小结
5 超声空化与高级氧化技术联合降解焦化废水中有机物的研究
5.1 Fenton试剂的作用机理
5.2 超声空化与H2O2联合作用降解焦化废水中的有机物的研究
5.2.1 H2O2单独作用下，H2O2的用量对废水中有机物降解效果的影响
5.2.2 超声空化与H2O2联合作用下，H2O2的用量对废水中有机物降解效果的影响
5.3 超声空化与Fenton试剂联合作用降解焦化废水中有机物的研究
5.3.1 Fenton试剂的用量对废水中有机物降解效果的影响
5.3.1.1 Fenton试剂单独作用下，Fenton试剂的用量对废水中的有机物降解效果的影响
5.3.1.2 超声空化与Fenton试剂联合作用下，Fenton试剂的用量对废水中有机物降解效果的影响
5.3.2 初始pH值对废水中有机物降解效果的影响
5.3.2.1 Fenton试剂单独作用下，初始pH值对废水中有机物降解效果的影响
5.3.2.2 超声空化与Fenton试剂联合作用下，初始pH值对废水中有机物降解效果的影响
5.3.3 初始浓度对废水中有机物降解效果的影响
5.3.3.1 Fenton试剂单独作用下，初始浓度对废水中有机物降解效果的影响
5.3.3.2 超声空化与Fenton试剂联合作用下，初始浓度对废水中有机物降解效果的影响
5.3.4 声能密度对超声空化与Fenton试剂联合作用降解焦化废水中的有机物效果的影响
5.4 本章小结
6 超声空化与活性污泥法联合降解焦化废水中有机物的研究
6.1 研究方法
6.1.1 试验装置
6.1.2 试验方法
6.1.3 分析方法
6.2 超声空化降解焦化废水中有机物的效果及其影响因素的研究
6.2.1 饱和气体的作用方式对废水中有机物超声降解效果的影响
6.2.2 不同初始浓度下废水中有机物的超声降解效果
6.2.3 不同声能密度下废水中有机物的超声降解效果
6.2.4 不同初始pH值下废水中有机物的超声降解效果
6.2.5 不同温度下废水中有机物的超声降解效果
6.2.6 废水经超声空化处理前后的色谱-质谱(GC／MS)分析结果
6.3 超声空化改善焦化废水可生化降解性的研究
6.3.1 水质模型的基本原理
6.3.2 活性污泥法对废水中有机物的降解作用
6.3.2.1 活性污泥在纯水中的耗氧速率曲线
6.3.2.2 焦化废水原液中生物易降解有机物量的测定
6.3.2.3 焦化废水原液中惰性有机物量的测定
6.3.2.4 活性污泥法对废水中有机物的降解效果
6.3.3 超声空化—活性污泥法联合降解废水中有机物的效果
6.3.3.1 超声波预处理后废水中有机物组分的测定
6.3.3.2 活性污泥法对超声波预处理后废水中有机物的降解作用
6.4 超声空化降解焦化废水中有机物的作用机理及其动力学研究
6.4.1 超声空化降解废水中有机物作用机理的研究
6.4.2 超声空化降解废水中有机物的动力学研究
6.5 本章小结
7 超声空化-湿式催化氧化法-活性污泥法联合降解焦化废水中有机物的研究
7.1 超声空化-湿式催化氧化法联合降解废水中有机物的研究
7.1.1 催化剂的种类对废水中有机物的超声降解效果的影响
7.1.2 催化剂的用量对废水中有机物的超声降解效果的影响
7.2 超声空化-湿式催化氧化法-活性污泥法联合降解焦化废水中有机物的效果
7.2.1 加催化剂经超声波预处理后废水中有机物组分的测定
7.2.1.1 加催化剂经超声波预处理后废水中生物易降解有机物量的测定
7.2.1.2 加催化剂经超声波预处理后废水中惰性有机物量的测定
7.2.1.3 加催化剂经超声波预处理后废水中生物难降解有机物量的测定
7.2.1.4 加催化剂经超声波预处理后废水中有机物组分变化平衡图
7.2.2 活性污泥法对在催化剂作用下经超声波预处理后废水中有机物的降解作用
7.3 本章小结
8 结论和建议
8.1 结论
8.2 建议
参考文献
攻读博士学位期间的工作成绩
致谢
本文编号：3866239
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【学位级别】：博士
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中文摘要
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1 文献综述
1.1 焦化废水处理技术的研究进展
1.1.1 焦油的去除方法
1.1.2 有机物的去除方法
1.1.3 氨氮的去除方法
1.2 超声空化降解水中有机污染物的研究进展
1.2.1 超声空化对水中不同有机污染物的降解作用
1.2.2 超声空化降解水中有机污染物效果的影响因素
1.2.2.1 超声场的影响
1.2.2.2 物系性质的影响
1.2.3 声化学反应器的类型
1.2.3.1 超声清洗槽式声化学反应器
1.2.3.2 声变幅杆浸入式声化学反应器
1.2.3.3 平行板近场声处理器
1.2.3.4 正交反应器
1.2.4 超声空化降解水中有机污染物的研究动态
1.2.4.1 超声波—臭氧(US—O3)联用
1.2.4.2 超声波—过氧化氢(US—H2O2)联用
1.2.4.3 超声波—光氧化联用
1.2.4.4 超声波—电化学联用
1.2.5 本节小结
1.3 高级氧化技术的研究进展
1.3.1 均相催化氧化法
1.3.1.1 Fenton试剂(H2O2+Fe2+)氧化法
1.3.1.2 O3+H2O2(臭氧和过氧化氢组合)氧化法
1.3.2 光催化氧化法
1.3.2.1 多相光催化氧化法
1.3.2.2 H2O2+UV(过氧化氢和紫外光组合)氧化法
1.3.2.3 O3+UV(臭氧和紫外光组合)氧化法
1.3.2.4 O3+H2O2+UV(臭氧+过氧化氢+紫外光组合)氧化法
1.3.3 多相湿式催化氧化法
1.3.4 其它催化氧化法
1.4 湿式催化氧化技术的研究进展
1.4.1 均相湿式催化氧化法
1.4.2 非均相湿式催化氧化法
1.4.3 本节小结
2 研究的目的、意义和内容
2.1 立题的背景和意义
2.2 立题思想和研究内容
2.2.1 立题思想
2.2.2 研究内容
3 超声空化降解焦化废水中的氨氮及有机氮的研究
3.1 研究方法
3.1.1 试验装置
3.1.2 试验方法
3.1.3 分析方法
3.2 焦化废水的来源及性质
3.3 超声空化的基本理论
3.3.1 超声空化与空化阈值
3.3.2 超声波作用下空化泡的运动
3.3.2.1 空化泡的崩溃时间
3.3.2.2 瞬态空化和稳态空化
3.3.3 超声空化机理
3.3.4 超声空化反应的位置
3.4 超声空化降解焦化废水中的氨氮和有机氮的效果和影响因素
3.4.1 不同初始pH值下氨氮和有机氮的降解效果
3.4.2 饱和气体不同作用方式下氨氮和有机氮的降解效果
3.4.3 不同初始浓度下氨氮和有机氮的降解效果
3.4.4 不同能量密度下氨氮和有机氮的降解效果
3.5 超声空化降解焦化废水中氨氮和有机氮作用机理的研究
3.5.1 自由基清除剂对氨氮和有机氮降解效果的影响
3.5.2 试验过程中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的测定结果
3.5.3 试验过程中总氮的测定结果
3.5.4 容器密闭试验
3.6 超声空化降解焦化废水中氨氮和有机氮的动力学研究
3.6.1 超声空化降解废水中氨氮和有机氮的化学反应动力学模式
3.6.1.1 化学反应的速率方程式
3.6.1.2 反应级数的确定
3.6.1.3 实验结果及讨论
3.6.2 能量密度对废水中氨氮和有机氮降解速率的影响
3.7 本章小结
4 超声空化降解焦化废水中苯酚的研究
4.1 研究方法
4.1.1 试验装置
4.1.2 试验方法
4.1.3 分析方法
4.2 超声空化对苯酚降解效果的研究
4.2.1 饱和气体不同作用方式下苯酚的超声降解效果
4.2.2 不同初始pH值下苯酚的超声降解效果
4.2.3 不同初始浓度下苯酚的超声降解效果
4.2.4 催化剂对苯酚超声降解效果的影响
4.2.5 超声空化与Fenton试剂联合降解苯酚效果的研究
4.2.6 超声空化单独降解苯酚的高效液相色谱图
4.3 超声空化降解苯酚作用机理的研究
4.3.1 自由基清除剂对苯酚超声降解效果的影响
4.3.2 苯酚降解的中间产物
4.3.3 苯酚降解机理的探讨
4.4 超声空化降解苯酚的反应动力学研究
4.4.1 苯酚超声降解的动力学模式
4.4.2 苯酚超声降解的动力学规律
4.5 本章小结
5 超声空化与高级氧化技术联合降解焦化废水中有机物的研究
5.1 Fenton试剂的作用机理
5.2 超声空化与H2O2联合作用降解焦化废水中的有机物的研究
5.2.1 H2O2单独作用下，H2O2的用量对废水中有机物降解效果的影响
5.2.2 超声空化与H2O2联合作用下，H2O2的用量对废水中有机物降解效果的影响
5.3 超声空化与Fenton试剂联合作用降解焦化废水中有机物的研究
5.3.1 Fenton试剂的用量对废水中有机物降解效果的影响
5.3.1.1 Fenton试剂单独作用下，Fenton试剂的用量对废水中的有机物降解效果的影响
5.3.1.2 超声空化与Fenton试剂联合作用下，Fenton试剂的用量对废水中有机物降解效果的影响
5.3.2 初始pH值对废水中有机物降解效果的影响
5.3.2.1 Fenton试剂单独作用下，初始pH值对废水中有机物降解效果的影响
5.3.2.2 超声空化与Fenton试剂联合作用下，初始pH值对废水中有机物降解效果的影响
5.3.3 初始浓度对废水中有机物降解效果的影响
5.3.3.1 Fenton试剂单独作用下，初始浓度对废水中有机物降解效果的影响
5.3.3.2 超声空化与Fenton试剂联合作用下，初始浓度对废水中有机物降解效果的影响
5.3.4 声能密度对超声空化与Fenton试剂联合作用降解焦化废水中的有机物效果的影响
5.4 本章小结
6 超声空化与活性污泥法联合降解焦化废水中有机物的研究
6.1 研究方法
6.1.1 试验装置
6.1.2 试验方法
6.1.3 分析方法
6.2 超声空化降解焦化废水中有机物的效果及其影响因素的研究
6.2.1 饱和气体的作用方式对废水中有机物超声降解效果的影响
6.2.2 不同初始浓度下废水中有机物的超声降解效果
6.2.3 不同声能密度下废水中有机物的超声降解效果
6.2.4 不同初始pH值下废水中有机物的超声降解效果
6.2.5 不同温度下废水中有机物的超声降解效果
6.2.6 废水经超声空化处理前后的色谱-质谱(GC／MS)分析结果
6.3 超声空化改善焦化废水可生化降解性的研究
6.3.1 水质模型的基本原理
6.3.2 活性污泥法对废水中有机物的降解作用
6.3.2.1 活性污泥在纯水中的耗氧速率曲线
6.3.2.2 焦化废水原液中生物易降解有机物量的测定
6.3.2.3 焦化废水原液中惰性有机物量的测定
6.3.2.4 活性污泥法对废水中有机物的降解效果
6.3.3 超声空化—活性污泥法联合降解废水中有机物的效果
6.3.3.1 超声波预处理后废水中有机物组分的测定
6.3.3.2 活性污泥法对超声波预处理后废水中有机物的降解作用
6.4 超声空化降解焦化废水中有机物的作用机理及其动力学研究
6.4.1 超声空化降解废水中有机物作用机理的研究
6.4.2 超声空化降解废水中有机物的动力学研究
6.5 本章小结
7 超声空化-湿式催化氧化法-活性污泥法联合降解焦化废水中有机物的研究
7.1 超声空化-湿式催化氧化法联合降解废水中有机物的研究
7.1.1 催化剂的种类对废水中有机物的超声降解效果的影响
7.1.2 催化剂的用量对废水中有机物的超声降解效果的影响
7.2 超声空化-湿式催化氧化法-活性污泥法联合降解焦化废水中有机物的效果
7.2.1 加催化剂经超声波预处理后废水中有机物组分的测定
7.2.1.1 加催化剂经超声波预处理后废水中生物易降解有机物量的测定
7.2.1.2 加催化剂经超声波预处理后废水中惰性有机物量的测定
7.2.1.3 加催化剂经超声波预处理后废水中生物难降解有机物量的测定
7.2.1.4 加催化剂经超声波预处理后废水中有机物组分变化平衡图
7.2.2 活性污泥法对在催化剂作用下经超声波预处理后废水中有机物的降解作用
7.3 本章小结
8 结论和建议
8.1 结论
8.2 建议
参考文献
攻读博士学位期间的工作成绩
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