本文選題：船舶生活污水　切入點：三維電解　出處：《天津大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：針對IMO不斷提高的船舶生活污水排放標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合船舶生活污水自身的水質(zhì)和水量特點以及船舶艙室溫度,地理和空間位置等影響,采用三種新工藝組合處理船舶生活污水,通過處理效率及能耗的對比,優(yōu)選出耐沖擊負荷,管理操作要求低,占地面積小且能快速高效處理的新型工藝與裝置。首先探索了三維電解-芬頓法對船舶生活污水的處理效率,采用負載Fe/Mn=1:1的活性炭(Fe-Mn-C)作為粒子電極,投加量為150g,電流密度為20mA/cm2,曝氣速率為5L/min,通過添加0.03M H_2O_2強化三維電解過程中的芬頓反應(yīng),在溶液pH為酸性時,電解90min對COD去除率最高可達78%。其次對兩種典型的高級氧化技術(shù)(電芬頓和催化臭氧化工藝)進行研究,分別確定了在污水處理過程中各自的最佳操作參數(shù):(a)對于電芬頓過程,采用釕銥錫陽極,石墨陰極,電極之間通過并聯(lián)連接,芬頓試劑比Fe~(2+)/H_2O_2=1:4且Fe~(2+)=0.01M,曝氣速率為4L/min,電流密度為20mA/cm2,極板間距為2cm,鹽濃度6g/L,反應(yīng)30min后COD降解速率減慢,考慮后續(xù)催化臭氧化的組合,選擇電芬頓反應(yīng)時間為45min;(b)催化臭氧化過程中,采用Ti-MC金屬陶瓷催化劑,TiO_2與基體材料比為5/27,臭氧加入量為6g/L,氧氣速率為2L/min,催化劑加入量為200g,蠕動泵轉(zhuǎn)速為130rmp。在此基礎(chǔ)上,將電芬頓與催化臭氧化過程組合,通過優(yōu)化時間組合使兩種工藝協(xié)同作用最強,最終,在處理時間為90min(電芬頓和催化臭氧化各處理45min)時,電芬頓和催化臭氧化組合對COD去除率可達82.8%。隨后考察了電芬頓-臭氧一體化工藝對船舶生活污水的處理效果,實驗結(jié)果表明:電流密度I=20mA/cm2,芬頓試劑比例H_2O_2:Fe~(2+)=3:1,Fe~(2+)濃度為0.01M,供氧速率2L/min,臭氧投加量6g/L時,電芬頓臭氧一體化水處理技術(shù)能有效降解生活污水,對于初始COD為1320mg/L的模擬船舶生活污水,處理120min,COD去除率高達86.4%。對上述三種新型處理工藝的COD去除率,處理過程中的電流效率以及能耗進行對比,實驗結(jié)果表明:電芬頓催化臭氧化組合過程顯示出較高的COD去除率,并且在處理過程中,電流效率較高,能耗最低。
[Abstract]:In view of the continuous improvement of IMO standards for the discharge of domestic sewage from ships, combined with the characteristics of water quality and quantity of domestic sewage and the influence of the temperature, geography and space of the ship's cabin, three new technologies are adopted to treat the domestic sewage of ships. Through the comparison of processing efficiency and energy consumption, excellent selection of impact resistance load, management operation requirements are low, A new type of process and device with small area and rapid and efficient treatment was developed. Firstly, the efficiency of three-dimensional electrolysis and Fenton process for treatment of domestic sewage from ships was investigated. Fe-Mn-C loaded with Fe/Mn=1:1 was used as particle electrode. The dosage is 150g, the current density is 20mA / cm ~ 2, and the aeration rate is 5L / min. The Fenton reaction in the three dimensional electrolysis process is enhanced by adding 0.03m H_2O_2, when the pH of the solution is acidic, The removal rate of COD by electrolytic 90min is up to 78%. Secondly, two typical advanced oxidation technologies (electro-fenton and catalytic ozonation) are studied. Using a ruthenium iridium tin anode, graphite cathode, the electrodes are connected in parallel, Fenton reagent is more than Fe~(2 / H _ 2O _ 2: 1: 4 and Fe~(2 ~ (2 +) 0. 01 M, the aeration rate is 4 L / min, the current density is 20 Ma / cm ~ (2), the plate spacing is 2 cm, the salt concentration is 6 g / L, the degradation rate of COD is slowed down after the reaction of 30min. Considering the combination of subsequent catalytic ozonation, the electro-fenton reaction time is 45min / b) in the process of catalytic ozonation, The ratio of TiO-2 to substrate material is 5 / 27, the amount of ozone added is 6 g / L, the oxygen rate is 2 L / min, the amount of catalyst is 200g, the rotational speed of peristaltic pump is 130 rmp. on this basis, the electrophenton and catalytic ozonation process are combined. By optimizing the combination of time, the synergistic effect of the two processes is the strongest. Finally, when the treatment time is 90 min (electric fenton and catalytic ozonation 45 mins each), The removal rate of COD can reach 82.8 by the combination of electrophenton and catalytic ozonation. The experimental results show that when the current density is 20 Ma / cm 2, the Fenton reagent ratio is 0.01m, the oxygen supply rate is 2 L / min, and the ozone dosage is 6g/L, the integrated water treatment technology of electrophenton ozone can effectively degrade domestic sewage. The removal rate of COD in 120 mins of simulated ship domestic sewage with initial 1320mg/L is 86.4%. The COD removal rate, current efficiency and energy consumption of the three new treatment processes are compared. The experimental results show that the combined process of electro-fenton catalytic ozonation shows high COD removal efficiency, high current efficiency and the lowest energy consumption.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X736.3

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本文編號：1646246