【摘要】：農(nóng)藥工業(yè)廢水一般具有有機污染物濃度高、色度深、有異味、COD值高、可生化性差等特點,是一種對環(huán)境和社會危害很大的工業(yè)廢水。農(nóng)藥嗯草酮生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水就是典型的難處理工業(yè)廢水。如何有效治理農(nóng)藥工業(yè)廢水成為最為突出和嚴峻的環(huán)境治理問題,因此,開發(fā)新的處理技術是農(nóng)藥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在需求。本文詳細調(diào)研了國內(nèi)外農(nóng)藥工業(yè)廢水的處理技術和研究方法,認為介質阻擋放電(DBD)低溫等離子體技術在農(nóng)藥工業(yè)廢水的處理領域具有較大的研究價值。因此,選擇利用DBD低溫等離子體技術進行處理VA草酮工業(yè)廢水的實驗研究,開展了以下四個方面的研究工作：①設計DBD低溫等離子體廢水處理裝置,通過考察反應器的氣隙間距以及輸入功率等對反應器放電特性的影響,優(yōu)化DBD等離子體反應器的結構參數(shù)；②以VA草酮工業(yè)廢水的主要成分為處理對象,通過考察放電條件(如放電電壓、氣體通入量等)、廢水性質等因素對污染物指標(如COD、TOC、色度、離子濃度和電導率)的影響,并結合低溫等離子體對污染物作用的機制,探索低溫等離子體降解污染物的主要降解途徑和反應機理；③以實際嗯草酮工業(yè)廢水為處理對象,探索放電條件、廢水特性和處理時間對該廢水指標(如COD、TOC、色度、離子濃度和電導率)的影響,確定最佳的放電條件和處理效果；④優(yōu)化放大實驗裝置,進行處理實驗和能效分析,驗證本裝置的工業(yè)放大的可行性。通過上述實驗研究與理論分析,獲得了如下研究成果：①經(jīng)多組對比實驗驗證,在電壓約為6 kV、電流約為12 mA、水流速度為15-20L/h、放電氣體Ar和O2比例為40 mL/min:40 mL/min的條件下,廢水的處理效果較好。相同處理時間,pH在8-10之間時,COD降解率較高,溶液的初始濃度對COD降解率的影響不大。②處理初始濃度為80 mg/L的VA草酮水溶液(甲醇),30 minVA草酮的去除率達到了99%,水COD的降解率約為68.5%,300 min COD降解率達到了96.1%；處理濃度為220 mg/L的2,4-二氯-5硝基苯酚水溶液,15 min 2,4-二氯-5硝基苯酚的去除率達到了100%,180 min COD降解率達到了88.9%。③通過多種表征方法,分析各種污染物的降解產(chǎn)物,結果表明,采用DBD等離子體法降解氮雜環(huán)有機物,其降解途徑主要有進攻、開環(huán)最終礦化。未完全礦化的降解產(chǎn)物主要是各種小分子有機酸類物質,N、Cl元素幾乎轉化為無機離子進入廢水中。④處理嗯草酮實際工業(yè)廢水,該廢水從棕紅色、刺激性氣味轉變?yōu)闊o色無味；COD由28250 mg·L-1降至2883 mg·L-1；BOD5/COD由0.28提高至0.68,廢水的可生化性得到了明顯的提高,經(jīng)處理過的廢水直接采用生物處理3日,COD由2833mg-L-1降至853 mg·L-1。⑤以VA草酮工業(yè)廢水作為處理對象,以實際工業(yè)廢水COD降解的能量利用率G(mg/J)和電能利用率E(mg/J)來進行壩式DBD反應器和同軸DBD反應器的比較。結果表明,前者對廢水的處理能力提高為后者的10倍,前者的實際功率消耗是后者的6倍,電能利用率相較后者提高了60%,能量利用率相較后者提高了約55%。本項研究首次利用DBD低溫等離子體技術處理VA草酮工業(yè)廢水；通過對其模擬廢水的研究,探索DBD低溫等離子體降解相關物質的降解機理：設計的壩式DBD低溫等離子體廢水處理裝置,可以實現(xiàn)等效放大,極有希望將其應用在VA草酮工業(yè)廢水以及相似的實際工業(yè)廢水的處理上。
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【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X786

【共引文獻】

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本文編號：2378863