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UV协同纳米TiO₂催化净化高浓度有机废水

作　者: 荣俊锋
导　师: 陈明功
学　校: 安徽理工大学
专　业: 化学工程
关键词: 纳米TiO2 紫外光絮凝剂高浓度有机废水
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

高浓度有机废水的净化是污水处理的重点研究方向之一。其传统处理方法是先用大量清水稀释再生化降解,处理流程长,消耗大量水资源,从经济和节能减排的角度考虑传统方法并不可取。本研究采用UV(紫外光)协同纳米Ti02催化-絮凝的方法净化高浓度有机废水,充分发挥紫外光、纳米Ti02催化剂、絮凝剂的协同效应。以蚌埠佳先化工助剂有限公司含高浓度苯甲酸有机废水为实验对象,在实验室小试及自制的工业性中试装置(1m3废水容积)中进行实验。通过单因素试验,系统研究了光照时间、絮凝剂用量、废水初始.pH值、双氧水投加量、曝入空气量、Ti02用量等因素对COD脱除率和浊度去除率的影响规律。正交试验发现影响COD脱除率的各因素顺序为：二氧化钛用量>废水初始pH值>双氧水投入量>鼓入空气流量。影响浊度去除率的各因素顺序为：废水初始pH值>二氧化钛投入量>鼓入空气流量>双氧水投入量。最终,通过正交试验分析,确定最佳工艺条件：光照时间8h、絮凝剂用量2%(g/g)、废水初始pH值为8、双氧水的投加量2.5%(ml/ml)、曝入空气量2L/min、二氧化钛用量3%(ml/ml)。在最佳工艺条件下,COD最大脱除率达到79.76%,浊度去最大去除率达到96.35%。该研究为高浓度有机废水净化治理提供了理论依据。该工艺操作简单、处理效率高、运行成本低。同时还开发出集约一体化的高浓度有机废水处理设备。该设备具有轻巧、安装方便、机动灵活、运行费用低等优点,正在广泛推广应用中。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
Contents  10-13
图目录  13-15
表目录  15-16
1 文献综述  16-36
  引言  16-17
  1.1 我国水资源现状  17
  1.2 高浓度有机废水的研究现状  17-28
    1.2.1 高浓度有机废水分类  17-18
    1.2.2 高浓度有机废水特点及危害  18-19
    1.2.3 高浓度有机废水常规处理工艺  19-22
      1.2.3.1 物理处理技术  19-20
      1.2.3.2 化学处理技术  20
      1.2.3.3 生物处理技术  20-22
    1.2.4 高浓度有机废水深度处理工艺  22-25
      1.2.4.1 光化学氧化法  22-23
      1.2.4.2 湿式催化氧化法  23
      1.2.4.3 超声化学氧化法  23
      1.2.4.4 电催化氧化法  23
      1.2.4.5 超临界水氧化法  23-24
      1.2.4.6 Fenton试剂法  24
      1.2.4.7 高能电子氧化法  24
      1.2.4.8 电弧氧化法  24-25
    1.2.5 多种方法结合的工艺  25-27
      1.2.5.1 物化+生化法  25-26
      1.2.5.2 厌氧+好氧工艺  26
      1.2.5.3 电解催化+好氧工艺  26-27
      1.2.5.4 多相催化氧化工艺  27
    1.2.6 高浓度有机废水研究进展  27-28
  1.3 紫外光催化氧化技术  28-33
    1.3.1 光催化技术  28
    1.3.2 光催化材料体系  28-31
      1.3.2.1 常见的光催化材料  28-30
      1.3.2.2 TiO_2光催化材料特性  30
      1.3.2.3 TiO_2光催化剂的改性及其应用  30-31
    1.3.3 TiO_2光催化反应原理  31-32
    1.3.4 TiO_2光催化反应步骤  32
    1.3.5 纳米光催化氧化技术在水处理中的应用  32-33
    1.3.6 纳米光催化氧化水处理技术的改进  33
    1.3.7 纳米光催化氧化水处理技术小结  33
  1.4 论文选题思路及主要内容  33-34
  1.5 解决的主要技术问题  34-36
2 实验部分  36-48
  2.1 实验样品及试剂  36-37
    2.1.1 实验样品  36
    2.1.2 实验试剂  36-37
  2.2 实验仪器  37-38
  2.3 实验原理及具体实施方案  38-42
    2.3.1 实验原理  38-39
    2.3.2 实验具体实施方案  39-42
      2.3.2.1 明确试验目的,确定试验指标  39-41
      2.3.2.2 明确试验方案  41
      2.3.2.3 实验结果分析  41-42
  2.4 实验流程  42
  2.5 实验步骤  42-43
  2.6 实验指标  43-48
    2.6.1 COD测定  43-45
      2.6.1.1 COD概述  43
      2.6.1.2 COD检测原理  43
      2.6.1.3 COD检测方法  43-45
    2.6.2 浊度的测定  45-48
      2.6.2.1 浊度概述  45
      2.6.2.2 浊度检测原理  45
      2.6.2.3 浊度检测方法  45-48
3 实验结果与分析  48-64
  3.1 单因素试验  48-60
    3.1.1 光源的影响  48
    3.1.2 废水初始pH值对COD脱除率和浊度去除率的影响  48-51
    3.1.3 H_2O_2投加量对COD脱除率和浊度去除率的影响  51-54
    3.1.4 曝入空气量对COD脱除率和浊度去除率的影响  54-57
    3.1.5 TiO_2用量对COD脱除率和浊度去除率的影响  57-60
  3.2 设计正交试验  60-64
4 结论  64-66
  4.1 结论  64
  4.2 展望  64-66
参考文献  66-70
附表  70-74
致谢  74-76
作者简介及读研期间主要科研成果  76

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