本文選題：焦化廢水 + 三維電極�。� 參考：《安徽工業(yè)大學》2016年碩士論文

【摘要】：焦化廢水成分復雜,污染物濃度高、水質(zhì)變化幅度大、色度高、毒性大,是一種典型的難降解有機工業(yè)廢水。目前,焦化廢水主要采用生化工藝處理廢水中有機物與氮類污染物,出水水質(zhì)不理想。電化學法由于無需添加過多藥劑、操作靈活、便于自動化調(diào)控、處理效果好、無二次污染等優(yōu)點,在有機廢水治理領(lǐng)域得到越來越廣泛的研究與應用。三維電極法因其在傳統(tǒng)二維電極中加入了粒子電極,增加了反應面積和傳質(zhì)效率,在水處理中更具優(yōu)勢。本研究采用三維電極法對焦化廢水進行預處理,通過電化學催化氧化過程去除廢水中氨氮和總氮,以期實現(xiàn)減少生化池的占地投資成本和硝化及反硝化的停留時間,減輕后續(xù)生化處理的負荷的目的。本研究選用DSA作陽極、鈦做陰極,活性炭與玻璃珠作粒子電極,優(yōu)化設(shè)計復極性三維電極反應器,用該反應器分別對氨氮模擬廢水和馬鋼煤焦化公司的焦化廢水進行了降解試驗研究,分析了三維電極反應體系中污染物降解的影響因素,得出最佳降解條件,并通過氨氮降解過程以及COD去除動力學的分析,初步探索了焦化廢水的降解機理。反應器降解模擬氨氮廢水試驗中,采用單因素試驗考察了電解時間、電解電壓、氨氮初始濃度、導電介質(zhì)(Na_2SO_4)濃度和氯化鈉投加量等因素的對氨氮去除效果的影響。試驗結(jié)果表明最佳降解條件如下:氨氮初始濃度為300mg/L,電解電壓為20V,導電介質(zhì)(Na_2SO_4)濃度0.15mol/L,氯化鈉濃度為1g/L,在此條件下電解2h,模擬廢水中氨氮的去除率可達81.4%。反應器預處理焦化廢水試驗中,發(fā)現(xiàn)由于粒子電極的加入,反應面積增加,廢水中的氨氮和COD去除率同比二維電極分別增加了25.9%及16.4%。在單因素試驗中,電解時間、投加粒子量、曝氣、極間電壓、NaCl投加量,初始pH都會影響焦化廢水的中氨氮和COD的降解。在極間電壓為25V,NaCl投加量為1.5g/L,粒子投加量為100g,初始pH=7并曝氣時最優(yōu),此條件下電解3h,氨氮的去除率可達98%,COD的去除率達83.66%,總氮和色度的去除率也分別達到了88%和87.5%。通過正交試驗發(fā)現(xiàn)考察因素中對氨氮去除效果的影響由大到小依次為:電解時間、極間電壓、NaCl投加量、粒子投加量;對COD的去除影響由大到小依次為:極間電壓、電解時間、粒子投加量、氯化鈉投加量。綜合氨氮與COD考慮,最佳的組合條件是電解時間為3h,極間電壓為25V,NaCl投加量為1.5g/L,粒子投加量為100g,此條件下對焦化廢水中氨氮去除率高達98.1%,COD的去除率為83.8%,與預處理焦化廢水單因素試驗結(jié)論基本一致。在預處理焦化廢水的反應中,對氨氮氧化過程進行了分析,氨氮的去除以折點氯化間接氧化機理為主導。COD的電催化氧化降解過程符合一級反應動力學模型,隨著電壓的增大,反應速率常數(shù)增加,降解速度加快。
[Abstract]:Coking wastewater is a typical refractory organic industrial wastewater because of its complex composition, high pollutant concentration, large range of water quality change, high chroma and toxicity. At present, the wastewater from coking plant is mainly treated by biochemical process, and the effluent quality is not ideal. Electrochemical method has been widely studied and applied in the field of organic wastewater treatment because of its advantages such as no need to add too many reagents, flexible operation, easy automatic control, good treatment effect and no secondary pollution. Three-dimensional electrode method has more advantages in water treatment because of the addition of particle electrode to the traditional two-dimensional electrode, which increases the reaction area and mass transfer efficiency. In this paper, three dimensional electrode method was used to pretreat coking wastewater. Ammonia nitrogen and total nitrogen in wastewater were removed by electrochemical catalytic oxidation process in order to reduce the investment cost and residence time of nitrification and denitrification. The purpose of reducing the load of subsequent biochemical treatment. In this study, DSA was used as anode, titanium as cathode, activated carbon and glass beads as particle electrode, and the bipolar three-dimensional electrode reactor was optimized. The reactor was used to study the degradation of ammonia nitrogen simulated wastewater and coking wastewater of Masteel Coal Coking Company respectively. The factors affecting the degradation of pollutants in the three dimensional electrode reaction system were analyzed and the optimum degradation conditions were obtained. The degradation mechanism of coking wastewater was preliminarily explored through the analysis of ammonia nitrogen degradation process and COD removal kinetics. The effects of electrolysis time, electrolytic voltage, initial concentration of ammonia nitrogen, the concentration of conducting medium Na2SO4) and the dosage of sodium chloride on the removal of ammonia nitrogen were investigated by single factor experiment in the reactor degradation of simulated ammonia nitrogen wastewater. The results show that the optimum degradation conditions are as follows: the initial concentration of ammonia nitrogen is 300 mg / L, the electrolytic voltage is 20 V, the concentration of conducting medium Na2SO4 is 0.15 mol / L, and the concentration of sodium chloride is 1 g / L. under this condition, the removal rate of ammonia nitrogen in simulated wastewater can reach 81.4 points for 2 h. In the reactor pretreatment of coking wastewater, it was found that the removal rate of ammonia nitrogen and COD in the wastewater increased by 25. 9% and 16. 4% respectively compared with the two dimensional electrode because of the addition of particle electrode and the increase of reaction area. In the single factor experiment, the degradation of ammonia nitrogen and COD in coking wastewater can be affected by electrolysis time, amount of particles, aeration, voltage between poles and initial pH. Under the optimum conditions of initial pH=7 and aeration, the removal rate of ammonia nitrogen can reach 83.66% and the removal rate of total nitrogen and chromaticity reaches 88% and 87.5%, respectively, when electrolysis is done for 3 h. The total nitrogen and chroma removal rates are 88% and 87.5%, respectively, when the inter-pole voltage is 1.5 g / L and the particle dosage is 100 g / L, the ammonia nitrogen removal rate is up to 83.66%, and the removal rate of total nitrogen and chroma is 88% and 87.5% respectively. Through orthogonal test, it is found that the influence of the factors on the removal of ammonia nitrogen is as follows: electrolysis time, inter-pole voltage, and particle dosage, and the effect on COD removal from large to small is: interpole voltage, electrolysis time, and so on, and the influence of these factors on ammonia nitrogen removal is as follows: electrolysis time, interpole voltage, electrolysis time and so on. The amount of particles added, the amount of sodium chloride added. Comprehensive ammonia nitrogen and COD, The optimum combination condition is that the electrolysis time is 3 h, the voltage between electrodes is 1.5 g / L, and the particle dosage is 100 g. Under this condition, the removal rate of ammonia nitrogen and COD in coking wastewater is as high as 98.1% and 83.8%, which is basically consistent with the single-factor test conclusion of pretreatment coking wastewater. In the reaction of pretreatment of coking plant wastewater, the process of ammonia nitrogen oxidation was analyzed. The electrocatalytic oxidation degradation process, which is dominated by indirect oxidation mechanism of folding point chlorination, accords with the first order reaction kinetics model, and with the increase of voltage, the degradation process of ammonia nitrogen is in accordance with the first order reaction kinetics model. The rate constant of the reaction increases and the degradation rate accelerates.
【學位授予單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X784

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本文編號：1941997