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高含氟工业废水中COD降解及除氟方法的研究

作　者: 闫晓艺
导　师: 孟昭福
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 应用化学
关键词: COD去除率氟离子光催化 UV/TiO2体系 UV/Fenton体系 UV/类Fenton体系
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着有机氟工业的快速发展，含氟高COD废水不断增多，废水COD值高、可生化性差，高含氟更是加剧了对环境的污染，对人类的健康造成巨大的危害。因此，研究对高含氟工业废水COD降解及除氟方法的研究对于保护水环境和生态环境，进而保护人体健康具有十分重要的意义。本文以陕西省某氟硅工业园区的高COD高氟离子浓度的化工废水为研究对象，通过对UV/TiO₂体系、UV/Fenton体系、UV/类Fenton体系中影响去除COD的工艺条件进行实验，找出这三种体系降低COD的最佳条件。同时，以粉煤灰和Ca（OH）₂作为氟离子去除剂，以人工配制的含氟10000mg/L的高氟废水为对象，对粉煤灰和Ca（OH）₂处理高浓度氟废水的影响因素进行研究，探明了粉煤灰和Ca（OH）₂处理高浓度氟废水的最佳条件，并用UV/TiO₂体系、UV/Fenton体系、UV/类Fenton体系最佳条件下处理过的废水为样品，分别对两种无机氟处理方法的最佳条件对进行验证。研究得出以下结论：1、UV/TiO₂体系去除含氟工业废水的最佳条件为：pH=2，TiO₂投加量为0.9g/L，温度为60℃，高压汞灯与液面距离为7cm。在最佳条件下反应120min后，COD值为17.54mg/L， COD去除率为94.2%。2、UV/Fenton体系去除含氟工业废水的最佳条件为：pH=2，Fe²⁺投加量为5mmol/L，H₂O₂投加量为200mmol/L，温度为60℃，高压汞灯与液面距离为7cm。在最佳条件下反应120min后，废水COD值为142.1mg/L， COD去除率为53.3%。3、UV/类Fenton体系去除含氟工业废水的最佳条件为：pH=2，Fe³⁺投加量为5mmol/L，H₂O₂投加量为100mmol/L，温度为60℃，高压汞灯与液面距离为7cm。在最佳条件下反应120min后，COD值为105.1mg/L，COD去除率为65.43%。4、粉煤灰处理氟离子质量浓度为10000mg/L人工配制高氟废水的最佳反应条件为：pH=2、粉煤灰投加量300g/L、温度40℃、恒温振荡30min。在此条件下，人工配制废水含氟量为19.51mg/L，氟离子去除率为99.6%。在以上条件下，以分别经UV/TiO₂体系、UV/Fenton体系、UV/类Fenton体系最佳条件下处理过含氟工业废水进行验证，处理后工业废水COD值与氟离子含量依次为：UV/TiO₂体系33.52mg/L，1952.36mg/L；UV/Fenton体系160.95mg/L，1937.1mg/L；UV/类Fenton体系137.73mg/L，1967.71mg/L。5、Ca（OH）₂处理氟离子质量浓度为10000mg/L人工配制高氟废水的最佳反应条件为： pH=1²、Ca（OH）₂投加量为30g/L、温度20℃、恒温振荡15min。在此条件下，人工配制废水含氟量为1.95mg/L，氟离子去除率为99.96%。在以上条件下，以分别经UV/TiO₂体系、UV/Fenton体系、UV/类Fenton体系最佳条件下处理过含氟工业废水进行验证，处理后工业废水COD值与氟离子含量依次为：UV/TiO₂体系＜10mg/L，3.03mg/L；UV/Fenton体系40.35mg/L，3.24mg/L；UV/类Fenton体系80.26mg/L，3.12mg/L。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章文献综述  12-25
  1.1 无机氟废水处理研究进展  12-16
    1.1.1 氟污染的来源  12-13
    1.1.2 氟污染的危害  13-14
    1.1.3 国内外氟废水的处理方法  14-16
  1.2 废水 COD 去除的研究进展  16-18
    1.2.1 化学法  17
    1.2.2 物理法  17-18
    1.2.3 生物法  18
  1.3 高级氧化技术研究进展  18-22
    1.3.1 光催化技术应用研究进展  19-21
    1.3.2 光助 Fenton 氧化技术  21-22
  1.4 本文研究的目的意义及内容  22-25
    1.4.1 研究的目的和意义  22-23
    1.4.2 研究内容  23-25
第二章工业废水成分测  25-28
  2.1 材料与方法  25-26
    2.1.1 实验材料  25
    2.1.2 工业废水理化性质分析  25
    2.1.3 气质联用仪（GC-MS）  25-26
  2.2 结果与讨论  26-27
    2.2.1 工业废水的基本性质  26
    2.2.2 气质联用（GC-MS）分析  26-27
  2.3 小结  27-28
第三章 UV/TiO_2体系降解含氟工业废水中 COD  28-35
  3.1 材料与方法  28-30
    3.1.1 实验材料  28
    3.1.2 实验仪器  28
    3.1.3 实验装置与方法  28-29
    3.1.4 实验设计  29-30
  3.2 结果与讨论  30-33
    3.2.1 TiO_2催化剂投加量对 COD 去除的影响  30-31
    3.2.2 初始 pH 值对 COD 去除的影响  31-32
    3.2.3 不同光强对 COD 去除的影响  32-33
    3.2.4 不同温度对 COD 去除的影响  33
  3.3 小结  33-35
第四章 UV/Fenton 体系降解含氟工业废水中 COD  35-43
  4.1 材料与方法  35-36
    4.1.1 实验材料  35
    4.1.2 实验仪器  35
    4.1.3 实验方法  35-36
    4.1.4 实验设计  36
  4.2 结果与讨论  36-41
    4.2.1 H_2O_2投加量对 COD 去除的影响  36-38
    4.2.2 Fe~(2+)投加量对 COD 去除的影响  38-39
    4.2.3 初始 pH 值对 COD 去除的影响  39-40
    4.2.4 不同光强对 COD 去除的影响  40
    4.2.5 不同温度对 COD 去除的影响  40-41
  4.3 小结  41-43
第五章 UV/类 Fenton 体系降解含氟工业废水中 COD  43-50
  5.1 材料与方法  43-44
    5.1.1 实验材料  43
    5.1.2 实验仪器  43
    5.1.3 实验方法  43
    5.1.4 实验设计  43-44
  5.2 结果与讨论  44-49
    5.2.1 H_2O_2投加量对 COD 去除的影响  44-45
    5.2.2 Fe~(3+)投加量对 COD 去除的影响  45-46
    5.2.3 初始 pH 值对 COD 去除的影响  46-47
    5.2.4 不同温度对 COD 去除的影响  47-48
    5.2.5 不同光强对 COD 去除的影响  48-49
  5.3 小结  49-50
第六章高无机氟废水中氟去除方法的研究  50-59
  6.1 材料与方法  50-52
    6.1.1 实验材料  50
    6.1.2 实验仪器  50
    6.1.3 实验方法  50-51
    6.1.4 实验设计  51-52
  6.2 结果与讨论  52-57
    6.2.1 粉煤灰处理无机氟  52-54
    6.2.2 Ca（OH）2处理无机氟  54-57
    6.2.3 验证实验  57
  6.3 小结  57-59
第七章结论  59-61
  7.1 UV/TiO_2体系降 COD  59
  7.2 UV/Fenton 降 COD  59
  7.3 UV/类 Fenton 降 COD  59
  7.4 废水中无机氟的处理  59-61
参考文献  61-65
致谢  65-66
作者简介  66

高含氟工业废水中COD降解及除氟方法的研究

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