【摘要】：Fenton技術因具有操作簡單、運行成本低、對有機污染物處理效果好等優(yōu)勢而被廣泛應用。但同時其存在的p H適用范圍窄、產鐵泥量大等問題在一定程度上限制了其工程應用。本文制備一種新型鐵氧化物催化劑,構建流化床-Fenton反應體系。通過一系列單因素實驗,對催化劑的制備條件和該反應體系處理印染廢水的最佳條件參數進行探究。考察該反應體系能否在保證常規(guī)Fenton降解效能的同時,減少其鐵泥產量,拓展其p H值適用范圍,并減少其初始Fe2+投加量。并在此基礎上對流化床-Fenton反應器的運行參數進行優(yōu)化,為常規(guī)Fenton技術提出一種切實可行的改進方法。以建筑沙為載體基質,采用循環(huán)浸泡法,在流化床-Fenton反應器中進行催化劑負載,反應器運行方式為連續(xù)運行。為加快載體基質的載鐵速率,本文采用將適量印染廢水引入反應體系,并按一定頻率將還原鐵粉和Fe2O3投入到反應體系中的方法,以期能夠縮短流化床-Fenton反應體系的啟動時間。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的載鐵速率;還原鐵粉和Fe2O3的加入使得載體基質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。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的產鐵泥量僅為常規(guī)Fenton的12%。對流化床-Fenton反應器處理實際印染廢水的運行參數進行優(yōu)化。實驗結果表明,當COD/催化劑量為1/8、催化劑膨脹率為75%時,流化床-Fenton反應器出水總鐵濃度最低。相較于側旋式布水,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反應器的出水總鐵濃度。此外,流化床-Fenton反應體系在p H值為3~6的范圍內均對印染廢水表現出良好的去除效果,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技術的工程推廣具有重要意義。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X791
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文作為催化劑參與類 Fenton 反應，從而使得初始投鐵量得到降低。在觸設備，如填充床[46,47]和流化床[48,49]，與類 Fenton 結合的實驗表明因具有較高的傳質效率，表現出更好的性能。由此看來，Fenton 技術反應器的結合而成的流化床-Fenton 反應體系是極具潛力的類 Fento 流化床-Fenton 體系概述化床反應器（如圖 1-1 所示）具有設計加工簡單，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。流化床反應器內部的激烈流態(tài)使得其內催化劑與液相試劑及廢水的接觸更加充分，導致催化劑的液化固體界增大，進而使得其傳質效率大大提升。

- 16-圖 2-2 流化床-Fenton 反應器結構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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1 史會劍;朱大偉;胡欣欣;孫翠珍;;印染廢水處理技術研究進展探析[J];環(huán)境科學與管理;2015年02期

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本文編號：2771318