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UV/Fenton法处理含PVA废水的试验研究

作　者: 周密
导　师: 谭万春
学　校: 长沙理工大学
专　业: 市政工程
关键词: PVA UV/Fenton COD 去除率 BOD5/COD 中间产物
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

聚乙烯醇（简称PVA），是一种通过常规微生物难以得到有效降解的水溶性有机大分子化合物。鉴于PVA的可生化性较差，单纯通过传统的生化处理工艺，难以达到出水排放的指标的要求（尤其体现在COD 去除率方面）。为了有效降解PVA，并且进一步提高其可生化性，本论文通过采用UV/Fenton氧化法氧化法对含有PVA的模拟废水进行试验及理论研究。较详细的探讨了这种方法作用于PVA氧化降解的主要影响因素，通过Fenton及UV/Fenton实验的对比分析，研究了预处理PVA废水的可行性。本论文主要研究内容包括：使用UV/Fenton氧化法和Fenton氧化法，处理含PVA的模拟废水。根据正交实验结果得出的数据，进行对比分析，确定了提高PVA废水可生化性的最佳操作条件。改变单一影响因素，将UV/Fenton氧化法处理后的废水进行定性分析。分别研究PVA的BOD5/COD值及COD去除率在不同反应时间、不同初始pH值、不同H₂O₂/COD值、不同H₂O₂/Fe²⁺值的条件下的变化趋势，并通过可见分光光度计法测定处理后水中PVA的含量，研究影响PVA去除率的原因。在最佳操作条件下，通过控制变量法，分别研究整个反应过程中pH值、H₂O₂/COD、H₂O₂/Fe²⁺随时间的变化趋势；并在最佳操作条件下，及时测定不同时段水中PVA的含量，通过分析表观参数，研究UV/Fenton氧化机理和推断中间产物。研究结果表明：UV/Fenton反应处理含PVA的废水比Fenton反应存在一定的优势，具体体现在其处理效率较高且消耗的铁离子催化剂相对较少，从提高可生化性方面考虑的最佳操作条件为：反应时间30min，溶液的初始pH=5，H₂O₂/COD（质量比）=1:5，H₂O₂/Fe²⁺（摩尔比）=10。通过考察单一因素变化对反应效果的影响得出，UV/Fenton反应的操作条件控制范围为：反应时间30min，H+2O₂/COD=1.5².0，H22O₂/Fe=8¹2，反应初始pH=3⁵。通过定性分析影响UV/Fenton各类表观参数得出，UV/Fenton反应能将大部分的PVA降解为CO₂和H₂O₂，另外一部分被降解为小分子的中间产物，通过定性分析实验得出，这些中间产物中包括有机酸和醛酮类物质。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章绪论  9-24
  1.1 课题研究背景  9-10
  1.2 聚乙烯醇（PVA）废水的来源及危害  10-15
    1.2.1 聚乙烯醇（PVA）简介  10-11
    1.2.2 聚乙烯醇（PVA）废水的主要来源  11-14
    1.2.3 含聚乙烯醇（PVA）废水的主要危害  14-15
  1.3 国内外聚乙烯醇（PVA）处理方法及研究现状  15-22
    1.3.1 物理化学方法  15-16
    1.3.2 生物处理方法  16-17
    1.3.3 高级氧化法  17-22
  1.4 研究课题的意义和内容  22-24
    1.4.1 研究意义  22
    1.4.2 研究内容  22-24
第二章试验方法与材料  24-29
  2.1 试验方法  24-26
    2.1.1 试样配制及性质  24
    2.1.2 UV/Fenton 法处理含 PVA 废水的试验方法  24-26
  2.2 试验仪器及分析方法  26-29
    2.2.1 试验装置及仪器  26-27
    2.2.2 其它材料  27-28
    2.2.3 指标分析方法  28-29
第三章 UV/Fenton 试验结果与分析  29-39
  3.1 引言  29
  3.2 正交试验  29-32
  3.3 H_2O_2/COD 投加比对 COD 去除率和 B/C 的影响  32-34
  3.4 pH 值对 COD 去除率和 B/C 的影响  34-35
  3.5 H_2O_2/Fe~(2+)对 COD 去除率和 B/C 的影响  35-36
  3.6 反应时间对 COD 去除率和 B/C 的影响  36-37
  3.7 本章小结  37-39
第四章 PVA 的 UV/Fenton 法反应机理初探  39-50
  4.1 试验方法  39
    4.1.1 试样来源及性质  39
    4.1.2 试验步骤  39
  4.2 试验仪器及分析方法  39-42
    4.2.1 试验装置及仪器  39-40
    4.2.2 其它材料  40
    4.2.3 指标分析方法  40-42
  4.3 PVA 的 UV/Fenton 反应机理初探  42-48
    4.3.1 COD 随时间的变化  42-43
    4.3.2 BOD5/COD 随时间的变化  43-44
    4.3.3 溶液中 pH 值随时间的变化  44-45
    4.3.4 溶液中 H_2O_2浓度随时间的变化  45-46
    4.3.5 溶液中 Fe~(2+)浓度随时间的变化  46-47
    4.3.6 溶液中 PVA 残余浓度随时间的变化  47
    4.3.7 溶液中醛类物质的定性检测  47-48
  4.4 本章小结  48-50
第五章结论与建议  50-52
  5.1 结论  50-51
  5.2 建议  51-52
参考文献  52-56
致谢  56-57
附录A（攻读学位期间发表论文目录）  57-58
中文详细摘要  58-62
英文详细摘要  62-64

UV/Fenton法处理含PVA废水的试验研究

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