超声波与臭氧技术对焦化废水中难降解有机物处理研究

发布时间：2017-06-23 20:08

  本文关键词：超声波与臭氧技术对焦化废水中难降解有机物处理研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水体污染是世界各国普遍面临的急需解决的问题之一,特别是对那些生物难降解的有机污染物的处理,一直是环保领域的一个重要研究课题。焦化废水生化处理后残留的难降解有机物是影响其深度回用的主要问题。本文以焦化废水二级生化处理出水深度回用为处理目标,选择实际焦化废水和典型难降解有机物苯酚为主要研究对象,通过试验考察超声波及臭氧技术对难降解有机物的处理效果和机理。通过试验研究发现：(1)废水初始pH值、初始浓度、超声时间、超声功率、超声频率和废水处理量等因素对化学需氧量CODcr的降解率有影响,不同超声波处理条件对苯酚废水和焦化废水二级生化处理出水中难降解有机物的降解规律不同：增加超声时间有利于有机物的降解；低浓度有机物废水超声处理的效果比高浓度的有机废水好;超声功率值越大降解效果越好,但有一个临界最佳值;超声频率越大越有利于超声降解；废水的废水处理量越小越有利于超声降解;不同的有机物都对应着一个较好的初始pH值。在超声频率45kHz的条件下,控制超声时间120min、pH值7-8、超声功率200W、废水处理量100mL,超声波处理对焦化废水二级生化处理出水有最佳降解效率。(2)通过分子量筛分手段对超声波处理前后焦化废水中有机物分子量分布进行分级研究,结果表明,处理前焦化废水以CODcr为有机物检测指标时,水样中分子量为5～10kDa的有机物含量最多,达到38.42%,其中小于5kDa的有机物含量为21.91%;以UV254作为表征时,水样中分子量小于5kDa的有机物含量高达70.10%;超声波处理后的焦化废水水样中CODcr含量与UV254变化趋势大体呈现一致性,当以CODcr为有机物检测指标时,水样中分子量小于5kDa的有机物含量最多,达到40.73%,当以UV254作为表征时,水样中分子量小于5kDa的有机物含量也是最多的,占74.33%;超声波处理后小分子有机物含量明显增加,这是超声波降解提高焦化废水可生化性的理论基础。(3)超声处理前焦化废水BOD5/CODCr为0.03,远远小于0.3,是焦化废水难于生物降解的根本所在；超声处理后BOD5/CODCr为0.31,B/C提高了10.33倍,并且B/C0.3,生化降解性大幅提高,说明超声处理有益于焦化废水中难降解有机物可生化性的提高,与超声波处理后小分子有机物含量明显增加有关。(4)通过GC/MS对超声处理前后焦化废水水样进行成分分析,结果表明,焦化废水超声处理后,有一部分有机物含量明显减少,超声主要降解的有机物为喹啉、吡啶等含氮有机化合物以及苯、萘、二甲苯等易挥发性的有机物。而苯酚、甲酚等酚类有机化合物未得到充分降解,但其浓度也有所降低。这是超声波处理后焦化废水B/C提高的主要原因。(5)对苯酚废水和焦化废水进行臭氧处理,研究结果表明,废水初始pH值、初始浓度、臭氧作用时间和废水处理量等因素对化学需氧量CODcr的降解率有明显影响,不同条件下的降解规律不同：增加臭氧作用时间有利于有机物的降解率的提高；相同臭氧量条件下,低浓度焦化废水／苯酚废水处理的效果比高浓度的废水好；废水的处理量越小越有利于臭氧对有机物的降解；不同的有机物都对应着一个较好的初始pH值。当控制通臭氧时间60min、pH值7、废水处理量为100L时,超声波处理对焦化废水有最佳降解效率(55.45%)。试验研究结果为焦化废水中试研究和工程设计提供有效参考数据,并为超声波及臭氧处理在难降解有机废水的可生化性提高方面提供参考依据,为进一步深入研究奠定理论基础。
【关键词】：超声波 臭氧 焦化废水 难降解有机物 可生化性
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X784
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-14
• 1 绪论14-26
• 1.1 概述14-16
• 1.1.1 焦化废水的来源14
• 1.1.2 焦化废水性质和组成14-15
• 1.1.3 焦化废水的危害15-16
• 1.2 焦化废水处理方法及国内外研究进展16-19
• 1.2.1 物理化学法16-17
• 1.2.2 生物处理法17-18
• 1.2.3 高级氧化技术18-19
• 1.3 超声波理论19-21
• 1.3.1 超声波工作原理19-20
• 1.3.2 超声波降解有机物的机理20
• 1.3.3 超声波反应器类型20-21
• 1.3.4 超声波降解有机物的影响因素21
• 1.4 臭氧氧化技术21-24
• 1.4.1 臭氧氧化有机物机理21-23
• 1.4.2 臭氧技术在水处理中的应用23-24
• 1.5 论文研究的意义及内容24-26
• 1.5.1 论文研究的意义24
• 1.5.2 论文研究的内容24-26
• 2 超声波对苯酚及焦化废水降解效果及最佳条件研究26-40
• 2.1 试验内容、材料及仪器26-28
• 2.1.1 试验内容26
• 2.1.2 试验用水质26-27
• 2.1.3 试验药品、设备及仪器27
• 2.1.4 试验分析方法27-28
• 2.2 超声波降解苯酚废水试验结果与分析28-33
• 2.2.1 苯酚初始浓度(COD_(Cr))对超声波降解效果的影响28-29
• 2.2.2 超声作用时间对苯酚废水降解效果的影响29-30
• 2.2.3 初始pH值对苯酚废水降解效果的影响30-31
• 2.2.4 废水处理量对苯酚废水降解效果的影响31
• 2.2.5 超声功率对苯酚废水降解效果的影响31-32
• 2.2.6 超声频率对苯酚废水降解效果的影响32-33
• 2.3 超声波降解焦化废水试验结果与分析33-38
• 2.3.1 超声作用时间对焦化废水降解效果的影响33-34
• 2.3.2 pH值对焦化废水降解效果的影响34-35
• 2.3.3 废水处理量对焦化废水降解效果的影响35-36
• 2.3.4 超声功率对焦化废水降解效果的影响36-37
• 2.3.5 超声频率对焦化废水降解效果的影响37-38
• 2.4 本章小结38-40
• 3 超声波处理后焦化废水可生化性分析40-49
• 3.1 超声波降解后焦化废水中有机物分子量分布研究40-45
• 3.1.1 试验内容、材料及仪器40-41
• 3.1.2 二级生化处理后焦化废水中有机物分子量分布结果分析41-43
• 3.1.3 超声处理后焦化废水分子量分布43-45
• 3.2 超声波降解前后焦化废水BOD_5/COD_(Cr)变化45-46
• 3.3 超声波处理焦化废水前后的GC/MS分析结果46-47
• 3.4 本章小结47-49
• 4 臭氧降解苯酚废水及焦化废水试验研究49-59
• 4.1 试验内容、材料及装置49-50
• 4.1.1 试验内容49
• 4.1.2 试验药品、设备及仪器49-50
• 4.2 臭氧降解苯酚废水试验结果与分析50-54
• 4.2.1 苯酚初始浓度(COD_(Cr))对臭氧降解效果的影响50-51
• 4.2.2 臭氧作用时间对苯酚废水降解效果的影响51-52
• 4.2.3 废水处理量对苯酚废水降解效果的影响52-53
• 4.2.4 pH值对苯酚废水降解效果的影响53-54
• 4.3 臭氧降解焦化废水试验结果与分析54-58
• 4.3.1 臭氧作用时间对焦化废水降解效果的影响54-55
• 4.3.2 废水处理量对焦化废水降解效果的影响55-56
• 4.3.3 pH值对焦化废水降解效果的影响56-58
• 4.4 本章小结58-59
• 5 结论59-61
• 5.1 结论59-60
• 5.2 建议及展望60-61
• 参考文献61-64
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果64-66
• 学位论文数据集66

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王军,张珂;焦化废水预处理装置的改造经验[J];燃料与化工;2000年04期

2 杨云龙,白晓平;焦化废水的处理技术与进展[J];工业用水与废水;2001年03期

3 王正卫,张瑞红;外排焦化废水的回用经验[J];燃料与化工;2001年01期

4 谢志建,黄钧,李国良,张云昭,邵立宪,李毅军;焦化废水的微生物脱色[J];应用与环境生物学报;2001年06期

5 樊丽华,梁英华,陈学青;焦化废水治理技术进展[J];环境科学与技术;2002年06期

6 张瑜,江白茹;钢铁工业焦化废水治理技术研究[J];工业安全与环保;2002年07期

7 谢朝霞,许立新,杨云龙;焦化废水毒物处理技术[J];科技情报开发与经济;2003年08期

8 刘志钓,程建光,陈平;焦化废水中有害物质的回收及破坏处理[J];能源环境保护;2003年06期

9 胡钰贤,郭亚兵;焦化废水及其处理技术[J];机械工程与自动化;2004年05期

10 郑振晖,王红梅,王丽娟;焦化废水物化处理方法综述[J];化工科技市场;2005年10期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 谢海运;陶其鸿;;焦化废水理论产生量计算[A];第三届全国冶金节水、污水处理技术研讨会暨莱钢现场节水经验交流会文集[C];2007年

2 李国良;;焦化废水达标思考与试验[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（下册）[C];2001年

3 孙建萍;丁淑琴;王晓瑛;;焦化废水中石油类物质测定方法讨论[A];2005中国钢铁年会论文集（第2卷）[C];2005年

4 孙业新;刘民;李志峰;;焦化废水循环利用的工业试验与研究[A];苏、鲁、皖、赣、冀五省金属学会第十四届焦化学术年会论文集[C];2008年

5 樊丽丽;孙政元;孙敬锋;马卫红;王林祥;王海燕;;焦末分选过程中对焦化废水的综合利用研究[A];科技创新与经济结构调整——第七届内蒙古自治区自然科学学术年会优秀论文集[C];2012年

6 蒋武锋;郝素菊;;高含碳金属化球团固定床处理焦化废水的研究[A];全国冶金节水与废水利用技术研讨会文集[C];2009年

7 ;冶金焦化废水治理利用先进工艺与设备交流研讨会会议纪要(代出版说明)[A];冶金焦化废水治理利用先进工艺与设备交流研讨会论文集[C];2007年

8 黄导;;利用先进环保技术 促进中国焦化废水治理和节水[A];冶金焦化废水治理利用先进工艺与设备交流研讨会论文集[C];2007年

9 王须革;江丹;刘爱香;邢瑶;孙业新;;焦化废水循环利用的工业试验与研究[A];第三届全国冶金节水、污水处理技术研讨会暨莱钢现场节水经验交流会文集[C];2007年

10 王建超;张志伟;;承钢焦化废水无害化利用技术的研究[A];2012中国（唐山）绿色钢铁高峰论坛暨冶金设备、节能减排技术推介会论文集/推介指南[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 解娟;冶金焦化废水治理又有新进展[N];中国冶金报;2003年

2 解娟;冶金焦化废水治理有新招[N];中国冶金报;2004年

3 姜明 李惊鸿 迟宇;让焦化废水“重生”[N];中国冶金报;2012年

4 西曲矿 王月爱;焦化废水污染的防治[N];山西科技报;2004年

5 丰恒夫;如何破解焦化废水脱氮难题[N];中国冶金报;2006年

6 胡新亮 陈昌华 李会龙;国内采用物理吸附法处理焦化废水的研究[N];世界金属导报;2008年

7 李婀芬;萍钢开辟治理焦化废水新途径[N];中国冶金报;2002年

8 记者 石勇邋实习生 缪麟 朱文琦;新冶钢成功处理焦化废水[N];黄石日报;2007年

9 ;集成技术让焦化废水高效回收[N];中国化工报;2011年

10 吴国文;水天一色河海清[N];中国建设报;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 赵煜;生物燃料电池电极过程动力学研究及其在焦化废水中的应用[D];太原理工大学;2012年

2 蒙小俊;焦化废水生物处理过程有机组分转化与菌群结构研究[D];中国矿业大学(北京);2016年

3 董轶茹;焦化废水对植物的毒性作用研究[D];山西大学;2010年

4 赵月龙;四段式生物反应器复合工艺深度处理焦化废水研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

5 吴高明;焦化废水（液）物化处理技术研究[D];华中科技大学;2006年

6 宋国新;焦化废水及其处理过程中有机污染物成分辨别原理与技术研究[D];复旦大学;2012年

7 徐金球;超声空化及其组合技术降解焦化废水的研究[D];昆明理工大学;2002年

8 朱小彪;焦化废水强化处理工艺特性和机理及排水生物毒性研究[D];清华大学;2012年

9 林冲;焦化废水外排水中残余组分的环境行为及臭氧氧化过程分析[D];华南理工大学;2014年

10 卢永;固定化活性污泥与白腐菌处理焦化废水[D];南京理工大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 侯润欣;负载型多元光催化剂的研制及焦化废水的深度处理[D];河北联合大学;2014年

2 闫少辉;A~2O-MBR复合工艺处理焦化废水研究[D];内蒙古大学;2014年

3 樊蓉;电芬顿预处理焦化废水有机物工艺优化与去除特性研究[D];太原理工大学;2016年

4 卢思名;LiFePO_4三维电极的制备及处理焦化废水的研究[D];吉林大学;2016年

5 钟佳琦;CaO协同臭氧处理焦化废水[D];辽宁科技大学;2016年

6 梅璐莎;脉冲电化学氧化法处理焦化废水的研究[D];华中科技大学;2014年

7 成笠萌;超声波与臭氧技术对焦化废水中难降解有机物处理研究[D];北京交通大学;2016年

8 李福珍;新型粉煤灰基催化剂UV-Fenton-MBR耦合处理焦化废水的研究[D];内蒙古大学;2016年

9 刘亚丹;A/A/O工艺处理焦化废水的研究[D];郑州大学;2016年

10 胡蕾;焦化废水的深度处理研究[D];山东大学;2016年

  本文关键词：超声波与臭氧技术对焦化废水中难降解有机物处理研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：476154