【摘要】：Fenton技術(shù)因具有操作簡單、運行成本低、對有機污染物處理效果好等優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用。但同時其存在的p H適用范圍窄、產(chǎn)鐵泥量大等問題在一定程度上限制了其工程應(yīng)用。本文制備一種新型鐵氧化物催化劑,構(gòu)建流化床-Fenton反應(yīng)體系。通過一系列單因素實驗,對催化劑的制備條件和該反應(yīng)體系處理印染廢水的最佳條件參數(shù)進行探究�？疾煸摲磻�(yīng)體系能否在保證常規(guī)Fenton降解效能的同時,減少其鐵泥產(chǎn)量,拓展其p H值適用范圍,并減少其初始Fe2+投加量。并在此基礎(chǔ)上對流化床-Fenton反應(yīng)器的運行參數(shù)進行優(yōu)化,為常規(guī)Fenton技術(shù)提出一種切實可行的改進方法。以建筑沙為載體基質(zhì),采用循環(huán)浸泡法,在流化床-Fenton反應(yīng)器中進行催化劑負載,反應(yīng)器運行方式為連續(xù)運行。為加快載體基質(zhì)的載鐵速率,本文采用將適量印染廢水引入反應(yīng)體系,并按一定頻率將還原鐵粉和Fe2O3投入到反應(yīng)體系中的方法,以期能夠縮短流化床-Fenton反應(yīng)體系的啟動時間。本文采用單因素法對催化劑的制備條件進行優(yōu)化,結(jié)果表明:在相同條件下,建筑沙的載鐵速率大于石英砂;實際廢水的引入能夠提高載體基質(zhì)的載鐵速率;還原鐵粉和Fe2O3的加入使得載體基質(zhì)的載鐵速率大幅度提高。以實際印染廢水為目標廢水,探究常規(guī)Fenton和流化床-Fenton處理該種廢水的最佳參數(shù)。對比了在相同條件下常規(guī)Fenton和流化床-Fenton對印染廢水的處理效能,當反應(yīng)進行到240 min時,COD去除率分別為69.77%和78.57%,流化床-Fenton相較于常規(guī)Fenton出水總鐵削減了88.0%。當兩種工藝對印染廢水的COD降解率相近時,流化床-Fenton相較于常規(guī)Fenton出水總鐵削減87.25%,流化床-Fenton的產(chǎn)鐵泥量僅為常規(guī)Fenton的12%。對流化床-Fenton反應(yīng)器處理實際印染廢水的運行參數(shù)進行優(yōu)化。實驗結(jié)果表明,當COD/催化劑量為1/8、催化劑膨脹率為75%時,流化床-Fenton反應(yīng)器出水總鐵濃度最低。相較于側(cè)旋式布水,下旋式布水更不易堵塞,布水更加均勻。間歇式運行更有利于降低流化床-Fenton反應(yīng)器的出水總鐵濃度。此外,流化床-Fenton反應(yīng)體系在p H值為3~6的范圍內(nèi)均對印染廢水表現(xiàn)出良好的去除效果,這使得常規(guī)Fenton的p H值適用范圍得到拓寬。流化床-Fenton反應(yīng)體系的初始投鐵量比常規(guī)Fenton減少30%,這對于流化床-Fenton技術(shù)的工程推廣具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X791
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文作為催化劑參與類 Fenton 反應(yīng)，從而使得初始投鐵量得到降低。在觸設(shè)備，如填充床[46,47]和流化床[48,49]，與類 Fenton 結(jié)合的實驗表明因具有較高的傳質(zhì)效率，表現(xiàn)出更好的性能。由此看來，F(xiàn)enton 技術(shù)反應(yīng)器的結(jié)合而成的流化床-Fenton 反應(yīng)體系是極具潛力的類 Fento 流化床-Fenton 體系概述化床反應(yīng)器（如圖 1-1 所示）具有設(shè)計加工簡單，運行靈活方便，成液體和固體相停留時間的高靈活性等優(yōu)點[50,51]流化床的工作原理是速度使固體催化劑流體化。流化床反應(yīng)器內(nèi)部的激烈流態(tài)使得其內(nèi)催化劑與液相試劑及廢水的接觸更加充分，導(dǎo)致催化劑的液化固體界增大，進而使得其傳質(zhì)效率大大提升。

- 16-圖 2-2 流化床-Fenton 反應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖流水收集管采用四周進水中間出水的回流方式，能使回流水水質(zhì)更加均能夠進一步對催化劑和回流水進行分離，防止過多的催化劑顆粒進入回布水器

投入流化床芬頓反應(yīng)器中，用循環(huán)浸泡法制備鐵氧化物催化劑。連續(xù)運行流化床芬頓反應(yīng)器15天，每日對進水和出水的COD和總鐵濃度以及載鐵建筑沙的含鐵量進行測定，結(jié)果如圖3-1所示。建筑沙 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15圖3-1 建筑沙顏色變化如圖 3-1 所示，未負載建筑沙呈淡黃色，負載至第 4 天，催化劑呈暗紅色，隨著負載的進行，催化劑顏色繼續(xù)加深。圖 3-2 為負載期間進出水及建筑沙含

【參考文獻】

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本文編號：2771318