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Fenton-吸附工艺处理稻壳热解发电含酚废水的研究

作　者: 朱凌峰
导　师: 罗琳；吴根义
学　校: 湖南农业大学
专　业: 环境工程
关键词: 稻壳发电含酚废水 Fenton反应吸附
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

稻壳表面坚硬,硅含量高,不易被细菌分解。堆积密度小,如果废弃会占用大量的土地,破坏环境,并加重米业企业的负担。稻壳的组成为：粗纤维35.5%-45%、木质素21%-26%、二氧化硅10%-21%。其中的纤维素与木质素都含有丰富的碳、氢元素,如果对其进行热解可得到小分子的碳氢可燃物质,这些物质燃烧可以进行发电,为米业公司提供电力,降低用电成本,实现“变废为宝”。稻壳发电废水是稻壳发电过程中产生的废水的集合,它实际上是一种含酚废水。其COD浓度一般在1000-2000mg/l左右,经循环利用后,COD浓度可达5000-10000mg/l。除了氨、氰、硫氰根等无机污染物外,还含有酚、萘、苯、蒽、吡啶等杂环和多环有机化合物,对人类及环境的危害极大。介于此废水的性质,本文采用Fenton-吸附作为处理工艺。在Fenton反应正交实验中,确定了不同因素的影响程度：pH值>FeS04浓度>H202浓度>反应时间。通过单因素实验确定了pH值、H202浓度、FeS04浓度、微波功率、反应时间是主要的影响因素,得出了最适宜实验条件：pH值为3,H202浓度为1500mg/L,FeSO4浓度为100 mg/L,微波功率为300W,反应时间为8min。并发现微波条件下的Fenton反应的处理效果比水浴条件下好,水样的原pH值随反应的进行而下降,Fenton反应符合一级反应动力学模型。通过吸附前的预处理,发现能去除很大一部分的氨氮。通过动态吸附的单因素实验,确定pH值、温度、水样流速、吸附次数、不同吸附剂是主要的影响因素,得出了最适宜的实验条件：pH值为9,温度为常温,水样流速为10ml/min,吸附次数为4次。通过静态吸附的单因素实验,确定吸附剂加入量、pH值、温度、振荡速率、振荡时间、不同吸附剂是主要的影响因素,得出了最适宜的实验条件：加入量为2g/100ml,pH值为9,温度为常温,振荡速率为400r/min,振荡时间为11h。发现静态吸附平衡时,活性炭对COD的吸附量最大,脱硅稻壳灰对氨氮的吸附量最大,静态吸附符合Langmuir和Freundish吸附等温模型,活性炭对氨氮的饱和吸附量是12.8mg/g。该工艺能较好的处理稻壳发电含酚废水,从而可以促进稻壳发电技术的推广应用。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章文献综述  9-24
  1 研究背景  9-10
  2 稻壳热解发电废水的处理  10-12
    2.1 稻壳热解发电废水的来源与特性  10
    2.2 稻壳热解发电废水的处理现状  10-12
  3 含酚废水的处理  12-14
    3.1 酚的性质及危害  12
    3.2 高浓度的含酚废水处理现状  12-13
    3.3 中浓度的含酚废水的处理现状  13
    3.4 低浓度含酚废水的处理现状  13-14
  4 Fenton氧化技术  14-19
    4.1 Fenton试剂的简介  14
    4.2 Fenton法的作用机理  14-16
    4.3 Fenton试剂的应用现状  16-19
  5 吸附处理技术  19-22
    5.1 吸附发展的概况  19-20
    5.2 有关吸附的理论  20-21
    5.3 影响吸附的因素  21
    5.4 吸附处理废水的现状  21-22
  6 研究内容  22-23
    6.1 技术路线  22
    6.2 研究内容  22-23
  7 研究意义  23-24
第二章实验部分  24-28
  1 水样的采集与性质  24
    1.1 水样的采集与保存  24
    1.2 水样的来源与性质  24
  2 实验仪器与药剂  24-26
    2.1 实验仪器  24-25
    2.2 实验药剂  25-26
  3 实验内容与方法  26-27
    3.1 实验内容  26-27
    3.2 测定指标及分析方法  27
  4 本章小结  27-28
第三章 Fenton试剂处理稻壳热解发电废水的实验  28-45
  1 前言  28
  2 实验步骤  28-29
  3 实验结果及讨论  29-44
    3.1 正交实验  29-31
    3.2 PH值对去除率的影响  31-32
    3.3 H_2O_2浓度对去除率的影响  32-34
    3.4 FeSO_4浓度对去除率的影响  34-35
    3.5 微波功率对去除率的影响  35-36
    3.6 反应时间对去除率的影响  36-37
    3.7 普通条件下Fenton反应的对比实验  37-40
    3.8 Fenton反应中水样pH值的变化  40-41
    3.9 Fenton反应动力学  41-44
  4 本章小结  44-45
第四章吸附处理稻壳热解发电废水的实验  45-65
  1 前言  45
  2 实验步骤  45-46
  3 实验结果及讨论  46-63
    3.1 吸附前的预处理中不同因素对去除率的影响  46-49
    3.2 动态吸附实验中不同因素去除率的影响  49-54
    3.3 静态吸附实验中不同因素去除率的影响  54-60
    3.4 静态吸附的平衡吸附量  60-61
    3.5 静态吸附的等温线  61-63
  4 本章小结  63-65
第五章结论  65-68
  1 Fenton反应实验研究  65-66
  2 吸附反应实验研究  66-68
第六章论文的创新之处及不足之处  68-69
  1 论文创新之处  68
  2 论文不足之处  68-69
参考文献  69-73
致谢  73-74
作者简介  74

Fenton-吸附工艺处理稻壳热解发电含酚废水的研究

内容摘要

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