本文關(guān)鍵詞：高濃度煤化工廢水的處理新技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤化工廢水有機(jī)污染物種類多,COD高,嚴(yán)重污染水源生態(tài)環(huán)境,對(duì)人類、動(dòng)植物的健康也造成一定威脅。因其具有高濃度難降解的特性,用單一的處理方法,往往難以達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn),所以經(jīng)常需要在深度處理之前先對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。而且某些處理方法雖然效果好,但經(jīng)濟(jì)成本高,不適合大規(guī)模運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中。因此探索一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用且效果明顯的處理煤化工廢水的方法,不僅可以解決當(dāng)前煤化工廢水難以達(dá)標(biāo)的問題,而且對(duì)于保護(hù)人類水環(huán)境,促進(jìn)水資源可持續(xù)發(fā)展具有非常廣泛的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)意義。本文以北京某煤化工工廠的煤化工廢水為研究對(duì)象,主要研究內(nèi)容有：(1)對(duì)煤化工廢水的來源、特點(diǎn)以及處理現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹；針對(duì)所選煤化工廢水采用適合的處理方法,并對(duì)其方法進(jìn)行了現(xiàn)狀研究。(2)針對(duì)煤化工廢水高濃度難降解的特性,選用酸化+復(fù)合絮凝法對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理。將煤化工廢水進(jìn)行過濾,探索酸化沉降的最佳條件,選取聚合硫酸鐵(PFS)、聚合氯化鋁(PAC)和明礬(KA1(SO4)2·12H2O)三種絮凝劑分別和助凝劑聚丙烯酰胺(PAM)復(fù)配處理煤化工廢水,從而確定最佳預(yù)處理方案。(3)由于煤化工廢水預(yù)處理后一些難降解物質(zhì)仍存在,出水水質(zhì)難以達(dá)標(biāo),選用DSA電化學(xué)法對(duì)其進(jìn)行深度處理。從實(shí)驗(yàn)室四種DSA電極(Ti/TiO2-Ta2O5-IrO2-SnO2、 Ti/TiO2-IrO2-RuO2-SnO2、Ti/TiO2-Ta2O5-IrO2、Ti/TiO2-IrO2-RuO2)中篩選出最佳DSA陽極,以鈦板為陰極,在電解單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗(yàn),得出正交試驗(yàn)的最優(yōu)組合。為了優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果,在正交試驗(yàn)最佳條件下進(jìn)行了極板排列研究,從中篩選出最佳處理效果所對(duì)應(yīng)的極板排列方式,用該極板排列方式對(duì)預(yù)處理后的煤化工廢水進(jìn)行電化學(xué)法深度處理。(4)對(duì)確定的酸化復(fù)合絮凝+DSA電化學(xué)法處理煤化工廢水的技術(shù)工藝進(jìn)行成本可行性分析和降解機(jī)理的研究。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行研究分析,得出主要結(jié)論：(1)對(duì)煤化工廢水預(yù)處理時(shí)：單獨(dú)使用無機(jī)絮凝劑的條件下,PFS的絮凝效果要比PAC和明礬好；無機(jī)和有機(jī)絮凝劑復(fù)配的條件下,PFS+PAM的復(fù)配絮凝效果要強(qiáng)于PAC+PAM、明礬+PAM和任何絮凝劑單獨(dú)使用的效果。(2)煤化工廢水的最佳預(yù)處理方案：過濾廢水,pH=3酸化后沉降再次過濾；調(diào)節(jié)pH=8且PFS和PAlM的復(fù)配比為50：1,此種情況下廢水COD、氨氮、揮發(fā)酚和色度的去除率分別達(dá)到了77.83%、83.70%、69.01%和95.71%。(3)對(duì)煤化工廢水進(jìn)行深度處理,通過單因素實(shí)驗(yàn)篩選出最佳DSA陽極為Ti/TiO2-Ta2O5-IrO2-SnO2電極,并對(duì)極板間距、電壓、電解質(zhì)NaCl、pH值、電解時(shí)間對(duì)煤化工廢水的深度處理做了研究,得到單因素最佳實(shí)驗(yàn)參數(shù)；在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,挑選部分有代表性的因素做正交試驗(yàn),各主要因素對(duì)COD去除率的影響主次順序?yàn)殡妷弘娊鈺r(shí)間pH電解質(zhì)NaCl添加量。正交試驗(yàn)的最佳實(shí)驗(yàn)參數(shù)：在選定催化陽極Ti/TiO2-Ta2O5-IrO2-SnO2和最佳極板間距1cm前提下,電壓5.5V、電解質(zhì)NaCl添加量2gL、pH為6、電解時(shí)間3h。(4)為了優(yōu)化實(shí)驗(yàn)效果,在深度處理正交試驗(yàn)的最佳實(shí)驗(yàn)參數(shù)條件下,研究了極板排列方式對(duì)煤化工深度處理的影響效果,得出DSA電催化氧化法深度處理煤化工廢水的最佳極板排列方式為復(fù)極性極板排列,試驗(yàn)條件為：Ti/TiO2-Ta2O5-IrO2-SnO2陽極與電源正極相連,鈦陰極與負(fù)極相連,中間排列Ti/TiO2-Ta2O5-IrO2一個(gè)電極的復(fù)極式極板排列方式。對(duì)預(yù)處理后的煤化工廢水用該最佳深度處理方案處理后,COD、氨氮、揮發(fā)酚和色度去除率分別達(dá)到98.41%、99.64%、99.85%和99.57%,分別達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996三級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。(5)選用的最佳處理方案中,煤化工廢水預(yù)處理方案酸化-復(fù)合絮凝法經(jīng)濟(jì)成本低,僅為1.4903元／噸廢水,工藝經(jīng)濟(jì)實(shí)用,降低了后續(xù)深度處理的負(fù)荷。預(yù)處理中酸化法破壞了廢水中一些極其穩(wěn)定的有機(jī)污染物,破乳除油；而復(fù)合絮凝的PFS能提供大量的多羥基絡(luò)合離子,且PAM與PFS聯(lián)用使絮體迅速凝結(jié)變大,加速其沉淀,增強(qiáng)凈化效果；深度處理方案DSA電化學(xué)法能耗較低,為0.0281 kW · h/g,經(jīng)濟(jì)成本為62.61元／噸廢水,工藝經(jīng)濟(jì)實(shí)用,為實(shí)際生產(chǎn)提供了很好的參考價(jià)值。深度處理主要通過DSA電極的間接氧化作用,而復(fù)極式極板排列增加了電極有效比表面積,增強(qiáng)了電子躍遷。本課題運(yùn)用酸化絮凝-DSA電化學(xué)法新技術(shù)工藝處理煤化工廢水,處理成本較低,可操作性強(qiáng),工藝實(shí)用,為實(shí)際生產(chǎn)提供了很好的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：煤化工廢水 酸化法 復(fù)合絮凝 DSA電極 極板排列
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X784
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-28
• 1.1 研究背景與意義12-13
• 1.2 煤化工廢水的來源13-14
• 1.3 煤化工廢水的特點(diǎn)14
• 1.4 煤化工廢水的處理研究現(xiàn)狀14-20
• 1.4.1 物化預(yù)處理15-17
• 1.4.2 級(jí)生化處理17-18
• 1.4.3 深度處理18-20
• 1.5 酸化法處理廢水的研究現(xiàn)狀20-21
• 1.5.1 酸化法機(jī)理簡介20-21
• 1.5.2 酸化法在廢水處理的應(yīng)用21
• 1.6 化學(xué)絮凝法處理廢水的研究現(xiàn)狀21-24
• 1.6.1 化學(xué)絮凝劑的分類22
• 1.6.2 化學(xué)絮凝法機(jī)理簡介22-23
• 1.6.3 化學(xué)絮凝法在廢水處理中的應(yīng)用23-24
• 1.7 DSA電化學(xué)法處理廢水的研究現(xiàn)狀24-25
• 1.7.1 電化學(xué)法氧化機(jī)理24-25
• 1.7.2 DSA電化學(xué)法在廢水處理中的應(yīng)用25
• 1.8 研究課題的學(xué)術(shù)思路25-26
• 1.9 研究課題的主要內(nèi)容26-28
• 2 實(shí)驗(yàn)材料與方法28-34
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品28-29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器29
• 2.3 實(shí)驗(yàn)分析項(xiàng)目及方法29-34
• 2.3.1 COD測(cè)定29-30
• 2.3.2 氨氮測(cè)定30-31
• 2.3.3 揮發(fā)酚測(cè)定31-32
• 2.3.4 色度測(cè)定32-33
• 2.3.5 pH值測(cè)定33-34
• 3 酸化-復(fù)合絮凝法預(yù)處理煤化工廢水34-46
• 3.1 實(shí)驗(yàn)原水水質(zhì)指標(biāo)34-35
• 3.2 主要試劑35
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法及分析35
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論35-45
• 3.4.1 過濾預(yù)處理35-36
• 3.4.2 酸化預(yù)處理36
• 3.4.3 最佳混凝劑選擇36-39
• 3.4.4 復(fù)合絮凝法對(duì)處理效果的影響39-43
• 3.4.5 酸化和復(fù)合絮凝順序研究43-44
• 3.4.6 酸化后復(fù)合絮凝和直接復(fù)合絮凝的比較44-45
• 3.4.7 最佳條件下復(fù)合絮凝處理的效果45
• 3.5 本章小節(jié)45-46
• 4 DSA電化學(xué)法深度處理煤化工廢水46-60
• 4.1 實(shí)驗(yàn)廢水水質(zhì)指標(biāo)46
• 4.2 主要試劑46-47
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方法及分析47-48
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論48-54
• 4.4.1 最佳DSA陽極確定48-49
• 4.4.2 極板間距對(duì)降解效果的影響49-50
• 4.4.3 電壓對(duì)降解效果的影響50-51
• 4.4.4 電解質(zhì)NaCl對(duì)降解效果的影響51-52
• 4.4.5 pH對(duì)降解效果的影響52-53
• 4.4.6 電解時(shí)間對(duì)降解效果的影響53-54
• 4.5 正交試驗(yàn)優(yōu)化54-55
• 4.6 極板排列優(yōu)化55-58
• 4.7 深度處理后廢水中余氯達(dá)標(biāo)情況58
• 4.8 最佳條件下深度處理的效果58-59
• 4.9 本章總結(jié)59-60
• 5 煤化工廢水的處理優(yōu)化工藝的可行性和成本分析60-63
• 5.1 煤化工廢水的處理優(yōu)化工藝總結(jié)60
• 5.2 可行性分析60
• 5.3 成本分析60-63
• 5.3.1 預(yù)處理成本60-61
• 5.3.2 電解成本61-62
• 5.3.3 總成本62-63
• 6 機(jī)理探討和分析63-70
• 6.1 酸化法處理機(jī)理探討和分析63-64
• 6.1.1 酸化法基本原理63
• 6.1.2 結(jié)合煤化工廢水的酸化法機(jī)理分析63-64
• 6.2 復(fù)合絮凝法處理機(jī)理探討和分析64-66
• 6.2.1 復(fù)合絮凝法基本原理64-65
• 6.2.2 結(jié)合煤化工廢水的復(fù)合絮凝沉淀機(jī)理分析65-66
• 6.3 DSA電化學(xué)氧化機(jī)理分析66-70
• 6.3.1 電化學(xué)水處理分析66-67
• 6.3.2 結(jié)合煤化工廢水的DSA電化學(xué)降解機(jī)理67-70
• 7 結(jié)論與建議70-72
• 7.1 結(jié)論70-71
• 7.2 建議71-72
• 參考文獻(xiàn)72-80
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果80-81
• 致謝81-82

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