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湿催化氧化法处理黑索今废水的研究

作　者: 方琦
导　师: 唐婉莹
学　校: 南京理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 黑索今 RDX 湿催化氧化法 Fenton 高级氧化技术
分类号: X789
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 192次
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内容摘要


本次课题对湿催化氧化法处理黑索今炸药废水进行了较深入的研究。 通过对比实验,初步确定湿催化氧化法处理黑索今废水是可行的。通过正交实验,得出各影响因素的主次关系是H2O2>PH>活性炭>FeSO4>温度,并得到最优条件为:温度50度,活性炭1.0g、H2O21.0mL、PH为2、FeSO40.035g,对100ml黑索今废水进行验证性实验发现,反应40min,RDX降解率达到97.35%,出水浓度为0.6273mg/L,达到国家一级排放标准。精密度实验则论证了湿催化氧化法法是一种稳定可靠的方法。通过对黑索今实际废水的处理,发现该方法可以有效的应用于实际废水的处理,出水COD值可达一级排放。在动力学实验中,分别研究了常温（20℃）及最佳条件（50℃）下湿催化氧化法处理黑索今废水的动力学过程,结果表明均符合一级动力学方程。利用GC-MS对反应机理进行初步探索,发现反应40min后,生成了一种副产物,通过质谱分析可推断出副产物可能含有的官能团。对活性炭的回收再生进行了初步研究,这对降低处理成本有着重要的意义。 利用最优条件对七种其它炸药废水进行处理,COD均有较高的去除率,证明湿催化氧化法具有广阔的应用前景。

全文目录


1 引言  9-18
  1.1 我国水资源及污染状况  9
  1.2 黑索今物理化学性质  9-10
  1.3 黑索今工业废水排放标准  10
  1.4 国内外研究概况  10-15
    1.4.1 物理法  10-11
    1.4.2 生物法  11-12
    1.4.3 化学氧化法  12-15
  1.5 黑索今废水检测方法  15-16
    1.5.1 分光光度法  15
    1.5.2 高效液相色谱法  15-16
    1.5.3 气相色谱—质谱联用(GC／MS)  16
    1.5.4 气相色谱法  16
  1.6 本课题研究的内容及方法  16-18
    1.6.1 本课题的研究背景和理论意义  16-17
    1.6.2 本课题研究方法  17-18
2 理论部分  18-23
  2.1 Fenton试剂的作用机理分析  18-19
    2.1.1 经典作用机理  18
    2.1.2 絮凝／沉降作用  18-19
    2.1.3 羟基自由基(·OH)的性质  19
    2.1.4 羟基自由基的加成反应  19
  2.2 正交试验理论  19-20
  2.3 高效液相色谱理论  20-21
    2.3.1 高效液相色谱工作原理  20
    2.3.2 高效液相色谱仪结构和流程  20-21
  2.5 活性炭理论  21-23
    2.5.1 活性炭的催化性能  21
    2.5.2 活性炭的吸附性能  21-22
    2.5.3 活性炭再生  22-23
3 实验部分  23-32
  3.1 实验仪器与药品  23
    3.1.1 药品与试剂  23
    3.1.2 仪器与装置  23
  3.2 黑索今标准溶液的配制  23-24
    3.2.1 黑索今标准母液溶液  23-24
    3.2.2 低浓度标准溶液的配制  24
    3.2.3 高浓度标准溶液的配制  24
    3.2.4 标准溶液的测定与绘制  24
  3.3 黑索今的分析检测方法  24-26
    3.3.1 重铬酸钾法测COD  24
    3.3.2 高效液相色谱测RDX  24-25
    3.3.3 气相色谱—质谱联用(GC-MS)  25-26
  3.4 影响因素的选择与确定  26-28
    3.4.1 实验方法  26
    3.4.2 对比实验  26
    3.4.3 时间影响因素的选择与确定  26-27
    3.4.4 活性炭影响因素的选择与确定  27
    3.4.5 双氧水影响因素的选择与确定  27
    3.4.6 pH值影响因素的选择与确定  27
    3.4.7 初始浓度影响因素的选择与确定  27-28
    3.4.8 Fe~(2+)浓度影响因素的选择与确定  28
    3.4.9 温度影响因素的选择与确定  28
  3.5 正交试验  28-30
    3.5.1 正交试验设计  28-29
    3.5.2 最优试验条件的验证试验  29
    3.5.3 最优试验条件的精确度试验  29
    3.5.4 最优试验条件处理RDX实际废水的处理  29-30
  3.6 动力学及机理的初探  30-31
    3.6.1 动力学研究  30
      3.6.1.1 Fenton法最优条件的反应动力学实验  30
      3.6.1.2 湿催化氧化法最优条件的反应动力学研究  30
      3.6.1.3 湿催化氧化法常温下的反应动力学研究  30
    3.6.2 湿催化氧化法降解黑索今机理初探  30-31
  3.7 其它炸药废水的处理  31
  3.8 湿催化氧化法的改进  31-32
    3.8.1 活性炭回收利用实验  31
    3.8.2 活性炭催化性的验证实验  31-32
4 结果与讨论  32-58
  4.1 标准曲线的绘制  32-33
    4.1.1 低浓度标准曲线的绘制  32
    4.1.2 高浓度标准曲线的绘制  32-33
  4.2 湿催化氧化条件的选择  33-43
    4.2.1 对比实验  33-34
    4.2.2 时间影响因素的选择及确定  34-36
    4.2.3 活性炭影响因素的选择与确定  36-37
    4.2.4 双氧水影响因素的选择与确定  37-38
    4.2.5 pH值影响因素的选择与确定  38-40
    4.2.6 初始浓度值影响因素的选择与确定  40
    4.2.7 Fe~(2+)影响因素的选择与确定  40-41
    4.2.8 温度影响因素的确定与选择  41-43
  4.3 最佳实验条件的选择及验证  43-49
    4.3.1 最佳实验条件的选择  43-44
    4.3.2 最佳实验条件的验证  44-45
    4.3.3 最优试验条件的精密度试验  45-46
    4.3.4 RDX实际废水的处理  46-49
  4.4 湿催化氧化法动力学及机理的初探  49-54
    4.4.1 Fenton法最优条件的反应动力学研究  49-50
    4.4.2 湿催化氧化法最优条件的反应动力学研究  50
    4.4.3 湿催化氧化法常温下的反应动力学研究  50-51
    4.4.4 湿催化氧化法降解黑索今机理初探  51-54
  4.5 其它炸药废水的处理  54-55
  4.6 湿催化氧化法的改进  55-58
    4.6.1 活性炭回收利用实验  55-57
    4.6.2 活性炭催化性能的验证实验  57-58
5 结论  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-63

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 化学工业废物处理与综合利用 > 其他化学工业
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