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电化学法处理鱼油脂废水的应用研究

作　者: 李强
导　师: 肖井坤
学　校: 大连海事大学
专　业: 环境科学
关键词: 鱼油脂废水化学电解法处理工艺电解发生器排放标准(COD)
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

鱼粉加工过程中产生的高浓度有机废水已经成为一种重要的陆源海洋污染,对海洋环境造成严重的威胁。目前对于鱼油脂废水的处理方法主要包括物理分离法、化学混凝法和生物降解法,这些方法不能兼顾经济效益和处理效果。本文对电解法处理鱼油脂废水的可行性进行了研究,是一种新的尝试。该方法对于高浓度有机废水的处理具有探索意义和一定的实用价值。本文研究的主要内容一方面在于探索电解作用去除有机物污染物的机理。试验研究证明电解处理鱼油脂废水的机理不是纯一的电解作用,而是一种综合作用;不仅包括电极对有机污染物的直接氧化降解,同时包括电催化性电极所产生的多种氧化剂如Cl₂、HClO、·OH等的间接氧化作用,还包括阴阳两极产生的微小气泡的气浮作用。另一方面在于解决电解法处理鱼油脂废水的影响因素及最佳条件控制。在实验室条件下,通过单因素分析,研究电解处理过程中各影响因子的作用,最后确定了pH、电解质投加量、电解电压和电解时间四个主要因素并试验确定了各自的最佳作用范围。进而通过正交匹配实验确定了电解法处理鱼油脂废水的最佳操作条件为;pH=6,电解质投加0.6g,电压20V,电解40分钟。经过验证该条件下COD去除率达到88.4%,浊度去除率为98.8%。在确定了电解处理的有效性及可行性的基础上,本文还对电解槽结构和运行方式,阴阳极材料、尺寸大小和极间距进行了理论分析,并通过计算得出理论分解电压、电流密度、槽电压和额定电压。最终设计出一套基于工厂实际应用的电解发生器。经过理论分析确定pH、电解质投加量和电解电压三个主要因素进行了电解处理试验,并通过正交试验确定最佳操作条件为pH=6,NaCl投加30g,电压8V。此时COD去除率为92.6%,浊度去除率为99.1%。实验表明该电解发生器对鱼油脂废水的处理效果比较令人满意,达到设计要求。实验研究表明,电解法处理鱼油脂废水设备简单、操作方便并且具有较高的有机物去除率,工业应用前景显而易见。另外,该方法可以应用于同类型含油高浓度有机废水的处理,为高浓度有机废水的高效处理提供了一种新的方法。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-12
第1章绪论  12-26
  1.1 水体的有机物污染特点及危害  12-13
  1.2 油脂废水的处理方法  13-19
    1.2.1 物理法处理技术  13
    1.2.2 生物法处理技术  13-15
    1.2.3 化学法处理技术  15-17
    1.2.4 物理化学法处理技术  17-19
  1.3 鱼粉加工油脂废水对海洋水质的影响  19
  1.4 国内外鱼粉加工油脂废水处理发展现状  19-24
    1.4.1 物理法  19-21
    1.4.2 化学法  21-22
    1.4.3 物理化学法  22-23
    1.4.4 生物法  23-24
  1.5 电解法在鱼油脂废水处理中的应用  24
  1.6 本文的主要研究内容、意义及创新点  24-26
    1.6.1 本文的研究内容  24-25
    1.6.2 本文的研究意义  25
    1.6.3 本文研究的创新点  25-26
第2章电化学法处理鱼油脂废水的机制  26-31
  2.1 电化学方法及特点  26-27
  2.2 电解法去除鱼油脂废水机理  27-30
    2.2.1 电解反应机理  27
    2.2.2 强氧化-气浮作用  27-28
    2.2.3 活性中间体的产生  28-29
    2.2.4 氯气及次氯酸的产生  29-30
  2.3 本法氧化系统的优点  30-31
第3章电化学法处理鱼油脂废水的效果研究  31-48
  3.1 实验部分  31-32
    3.1.1 主要仪器设备  31
    3.1.2 主要试剂  31
    3.1.3 实验试剂的制备  31-32
    3.1.4 实验电解装置设计  32
  3.2 鱼油脂废水制备  32-34
  3.3 COD的测定  34-35
  3.4 电解法处理效果影响因素分析  35-37
    3.4.1 电解液温度的影响及选择  36
    3.4.2 极间距的影响及选择  36
    3.4.3 搅拌和静置的影响  36-37
  3.5 等电点的影响及选择  37-39
    3.5.1 理论依据  37
    3.5.2 实验方法  37-39
  3.6 实验室条件下各影响因素单因素实验  39-45
    3.6.1 pH值的影响及选择  40-41
    3.6.2 电解质投加量的影响及选择  41-43
    3.6.3 电解时间的影响及选择  43-44
    3.6.4 电解电压的影响及选择  44-45
  3.7 实验室条件下各影响因素正交实验  45-47
  3.8 四个主控因素的确定  47-48
第4章电解发生器的设计  48-61
  4.1 电解发生器的设计原则  48
  4.2 电解发生器的设计内容  48
  4.3 电解槽结构形式  48-50
  4.4 电极材料的选择  50-52
    4.4.1 阳极材料  50-51
    4.4.2 阴极材料  51-52
  4.5 电极尺寸的确定  52-55
    4.5.1 阳极尺寸的理论计算  52-54
    4.5.2 极距的确定  54
    4.5.3 阴极尺寸和电流密度的确定  54-55
  4.6 理论分解电压的计算  55-57
  4.7 槽电压的分析计算  57-60
    4.7.1 过电位  57-58
    4.7.2 电解液电压降  58-59
    4.7.3 阴阳极以及接触电阻的欧姆电压降  59-60
  4.8 小结  60-61
第5章鱼油脂废水中试实验  61-68
  5.1 电解法鱼油脂废水处理系统  61-62
  5.2 试验方法  62-63
  5.3 正交实验  63-66
  5.4 中试实验结果分析  66-68
第6章结论及展望  68-70
  6.1 结论  68
  6.2 展望  68-70
参考文献  70-75
攻读学位期间公开发表论文  75-76
致谢  76-77
研究生履历  77

电化学法处理鱼油脂废水的应用研究

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