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化学氧化法对印染废水生化出水中不同有机物的去除特性研究

作　者: 李新
导　师: 刘勇弟
学　校: 华东理工大学
专　业: 环境科学与工程
关键词: 印染废水生化出水 Fenton氧化 UV/H2O2氧化树脂分离分子量分布
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

目前,我国印染废水处理普遍采用的是物化-生化处理工艺,处理后的出水水质基本达到GB4287-1992《纺织染整工业污染物排放标准》中的二级标准,但往往难以达到一级排放标准。因此,对印染废水进行深度处理,进一步降低水中污染物的浓度,同时实现废水处理后的回用,这对缓解水资源危机以及实现印染行业的可持续发展具有重要的现实意义。本课题针对昆山某工业园区印染废水经生化处理后的出水,利用XAD-8/XAD-4吸附树脂分离技术将原水中的有机物分离为四类：疏水酸、非酸疏水物质、弱疏水物质和亲水物质,考察不同有机物在氧化工艺中各自的去除效果,对比不同化学氧化方法的处理效果,为深入了解化学氧化法对印染废水生化出水中各类有机物的去除机理,优化化学氧化工艺奠定基础。本课题分别考察了Fenton氧化工艺和UV/H202氧化工艺处理印染废水生化出水的最佳处理条件,以及四类有机物各自UV254,DOC,COD和色度的变化情况。主要包括：(1)印染废水生化出水的水质分析：考察了废水的UV254,DOC,COD和色度以及水中四类有机物的组成；(2)Fenton氧化实验：研究了最佳处理条件以及最佳处理条件下四类有机物UV254,DOC,COD和色度处理前后变化；(3)UV/H202氧化实验：研究了最佳处理条件以及最佳处理条件下四类有机物UV254,DOC,COD和色度处理前后变化。研究结果表明：在Fenton氧化试验中,通过单因素实验和正交实验,考查了Fenton试剂氧化处理该印染废水生化出水的最佳条件,以处理后的色度去除率为指标,对Fenton试剂催化氧化有机物的影响因素进行分析。实验结果表明,[H202]：[Fe2+]为6：1(摩尔比),反应初始pH为4.0,H202和FeS04的投加量分别为3.6 mmol/L和0.6 mmol/L,反应时间为30 min,UV254、DOC和COD的去除率达到最高,分别为84%、52%和84%,ADMI7.6和稀释倍数表征的色度去除率分别达到了94%和96%。在UV/H202氧化试验中,以UV254、ADMI7.6、DOC和COD的去除率为指标,考察了最佳处理条件。实验结果表明,反应初始pH值为原水pH7.4-8.1,H202投加量为4.5 mmol/L,紫外光照射时间为40 min时,UV254、ADMI7.6、DOC和COD的去除率分别达到77%、94%、40%和69%。不同有机物的去除效果实验结果表明：对于该印染废水生化出水,疏水性物质是引起色度的主要物质,所占比例以ADMI7.6表征时为88%,其中以非酸疏水物质的贡献最大,达到50%。Fenton氧化处理对非酸疏水物质和疏水酸均有较好的去除效果,对弱疏水性有机物和亲水性有机物去除率较低。UV/H202氧化处理对弱疏水性有机物、疏水酸和非酸疏水物质均有较好的处理效果,对亲水性有机物的处理效果较差。分子量分布实验结果表明,Fenton试剂氧化处理后,分子量>10K的有机物对UV254的贡献减少15%左右,对ADMI7.6的贡献没有显著变化,对DOC的贡献明显减小。Fenton氧化处理对大分子量有机物的去除效果较好。UV/H202氧化处理后,各区间范围内的有机物对UV254的贡献变化不大,分子量>50K的有机物对ADMI7.6的贡献明显增大,而对DOC的贡献明显减小。UV/H202氧化处理对发色基团的去除效果很好。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-12
第1章前言  12-13
  1.1 印染废水处理现状以及深度处理的必要性  12
  1.2 研究目的和意义  12-13
第2章国内外研究现状  13-23
  2.1 印染废水的危害  13
  2.2 印染废水水质特点  13
  2.3 生化出水中有机物特性对处理方法的影响  13-15
    2.3.1 生化出水中有机物的组成  13-14
    2.3.2 生化出水中有机物分子量对水处理效果的影响  14-15
    2.3.3 生化出水中有机物物化特性对水处理效果的影响  15
  2.4 水中有机物的分离方法  15-18
    2.4.1 非离子型XAD-8树脂和离子型树脂联用技术  16-17
    2.4.2 XAD-8和XAD-4树脂的联用技术  17-18
  2.5 印染废水深度处理技术及评价  18-23
    2.5.1 活性炭吸附  18
    2.5.2 膜处理技术  18
    2.5.3 混凝技术  18-19
    2.5.4 生物处理技术  19
    2.5.5 臭氧氧化技术  19
    2.5.6 Fenton试剂氧化技术  19-21
    2.5.7 光化学氧化技术  21-22
    2.5.8 电化学氧化技术  22-23
第3章实验方法  23-28
  3.1 实验方法  23-25
    3.1.1 实验水样  23
    3.1.2 实验步骤  23-24
    3.1.3 有机物分离步骤  24-25
  3.2 实验分析指标及分析方法  25-26
    3.2.1 溶解性有机碳(DOC)  25-26
    3.2.2 紫外吸光度(UV_(254))  26
    3.2.3 色度  26
    3.2.4 COD  26
    3.2.5 H_2O_2浓度  26
    3.2.6 分子量分布  26
  3.3 实验材料及仪器  26-28
第4章原水的有机物特性分析  28-33
  4.1 原水各类有机物的组成分析  28-30
    4.1.1 各类有机物的DOC分析  28
    4.1.2 各类有机物的UV_(254)组成分析  28-29
    4.1.3 各类有机物的ADMI_(7.6)组成分析  29-30
  4.2 原水各类有机物的分子量分布  30-32
    4.2.1 原水DOC的分子量分布  30
    4.2.2 原水UV_(254)的分子量分布  30-31
    4.2.3 原水ADMI_(7.6)的分子量分布  31-32
  4.3 本章小结  32-33
第5章印染废水生化出水的Fenton氧化处理  33-46
  5.1 单因素实验  33-36
    5.1.1 反应时间对处理效果的影响  33-34
    5.1.2 pH对处理效果的影响  34
    5.1.3 [H_2O_2]:[Fe~(2+)]对处理效果的影响  34-35
    5.1.4 H_2O_2和FeSO_4·7H_2O的投加量对处理效果的影响  35-36
  5.2 正交试验  36-38
  5.3 Fenton氧化处理对不同种类有机物的去除效果  38-40
  5.4 Fenton氧化处理对分子量分布的影响  40-43
  5.5 H_2O_2氧化作用和Fe~(2+)混凝作用对印染废水生化出水的处理效果  43-44
  5.6 本章小结  44-46
第6章印染废水生化出水的UV/H_2O_2氧化处理  46-60
  6.1 不同反应体系处理效果的比较  46-48
  6.2 H_2O_2投加量对UV/H_2O_2氧化处理效果的影响  48-50
  6.3 反应的初始pH对UV/H_2O_2氧化处理效果的影响  50-51
  6.4 UV/H_2O_2氧化处理对不同种类有机物的去除效果  51-53
  6.5 UV/H_2O_2氧化处理对分子量分布的影响  53-57
  6.6 Fenton氧化处理与UV/H_2O_2氧化处理的比较  57-58
  6.7 本章小结  58-60
第7章全文总结  60-62
  7.1 结论  60-61
  7.2 创新点  61-62
参考文献  62-68
致谢  68

化学氧化法对印染废水生化出水中不同有机物的去除特性研究

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