糖精鈉學(xué)名為鄰苯甲酰磺酰亞胺鈉,是人工甜味劑的代表,目前已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、飲料和日用化工等行業(yè)。糖精鈉的生產(chǎn)經(jīng)過(guò)酰胺化、酯化、甲酯混合、重氮化、置換/氯化、胺化/二次胺化和堿化等工藝,流程復(fù)雜,造成糖精鈉廢水具有色度深、鹽含量高、有機(jī)物種類多、可生化性差等特點(diǎn),難以用常規(guī)的方法進(jìn)行降解。因此,本研究針對(duì)這一難題,對(duì)其預(yù)處理工藝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。研究?jī)?nèi)容主要包括:分析廢水中主要污染物,然后分別利用臭氧氧化法、Fenton氧化法、臭氧-Fenton聯(lián)合氧化法和紫外-Fenton聯(lián)合氧化法對(duì)糖精鈉廢水進(jìn)行處理。(1)對(duì)廢水中的主要污染物進(jìn)行分析,首先利用相關(guān)國(guó)標(biāo)方法檢測(cè)物理指標(biāo),得出廢水的pH值約為11,濁度、色度、固體懸浮物和電導(dǎo)率分別為32 FTU、512倍、852mg/L和2.42 ms/cm。然后選用納氏試劑分光光度法、重量分析法、鉻酸鋇光度法、硝酸銀滴定法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES法)等分別測(cè)定廢水中氨氮、總無(wú)機(jī)鹽、硫酸鹽、氯離子以及總銅的含量,得出硫酸鹽和總銅含量達(dá)到了排放的標(biāo)準(zhǔn),而色度、氨氮、總無(wú)機(jī)鹽和氯離子含量均超標(biāo),從COD、BOD_5、TOC等指標(biāo)看出,有機(jī)物含量比較高,嚴(yán)重超出了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(BOD_5小于600 mg/L,COD小于1000 mg/L)。(2)臭氧氧化法。結(jié)果表明其降解效果受到臭氧濃度、溫度和溶液初始pH的影響,實(shí)驗(yàn)所得最佳條件為:臭氧濃度1.397×10~(-2)mol/s、初始pH 11、溫度308.15 K-318.15 K,降解后的水樣色度去除率達(dá)到87.50%,COD去除率達(dá)到了60.47%,TOC去除率達(dá)到了43.09%,BOD_5/COD值由0.24提高到0.32。(3)Fenton氧化法。結(jié)果表明其降解效果受到H_2O_2濃度、Fe~(2+)濃度、溶液初始pH和反應(yīng)溫度的影響,實(shí)驗(yàn)所得最佳條件為:H_2O_2濃度80 mL/L,Fe~(2+)的濃度為5-7 g/L,溫度為308.15 K,pH為5。降解后色度去除率達(dá)到96.88%,COD的去除率達(dá)到74.97%,TOC的去除率為72.88%,BOD_5/COD值由0.24提高到0.34。(4)臭氧-Fenton聯(lián)合氧化法。結(jié)果表明其降解效果受到臭氧濃度、H_2O_2濃度、Fe~(2+)濃度、溶液初始pH和反應(yīng)溫度的影響,實(shí)驗(yàn)所得最佳條件為:H_2O_2濃度60 mL/L,Fe~(2+)的濃度為5 g/L,臭氧濃度1.397×10~-22 mol/s,pH為9,溫度為308.15 K。降解后COD的去除率為84.29%,TOC的去除率為76.17%,色度去除率最高達(dá)到了98.44%,BOD_5/COD值由降解前的0.24提高到0.53,可生化性得到較大提高。(5)紫外-Fenton聯(lián)合氧化法。首先采用單因素實(shí)驗(yàn)研究了H_2O_2濃度、FeSO_4濃度、初始pH值和反應(yīng)時(shí)間對(duì)糖精鈉廢水處理效果的影響,并利用響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)得到了最優(yōu)條件:反應(yīng)時(shí)間110 min,pH為6,Fe~(2+)的濃度為5 g/L,H_2O_2濃度為78 mL/L。且響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明,影響因子的顯著性H_2O_2用量初始pH值反應(yīng)時(shí)間FeSO_4用量;FeSO_4用量和H_2O_2用量的交互作用顯著;數(shù)學(xué)模型回歸性較好。最優(yōu)工藝處理后糖精鈉廢水的COD去除率為89.75%,TOC去除率為89.14%,色度去除率為98%以上,BOD_5/COD值由0.24提高到0.64,可生化性得到很大提高。
【學(xué)位單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

臭氧可以通過(guò)直接氧化和間接氧化這兩種途徑來(lái)降解有機(jī)污染物。圖1-2 中顯示了直接和間接反應(yīng)途徑及其相互關(guān)系[30]。圖 1-2 臭氧氧化反應(yīng)機(jī)理間接氧化反應(yīng)的氧化效率遠(yuǎn)大于直接反應(yīng)，因此廢水中許多難降解物質(zhì)均可以通過(guò)羥基自由基來(lái)去除。相關(guān)研究表明 pH[31]對(duì)兩者的氧化機(jī)制有十分顯著的影響，在酸性條件（pH<4）下通常以直接反應(yīng)為主，堿性條件（pH>10）下間接反應(yīng)為主。直接氧化和間接氧化在不同的情況下發(fā)揮著不同的作用，在實(shí)際廢水處理中，要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的條件。1.2.3 臭氧在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用臭氧目前普遍應(yīng)用于飲用水行業(yè)[32]，在這個(gè)領(lǐng)域主要發(fā)揮以下作用：（1）消毒殺菌：臭氧可以依托細(xì)胞膜，侵入胞內(nèi)破壞脂多糖和脂蛋白，造成細(xì)菌死亡。（2）脫色：臭氧分子可以破壞發(fā)色基團(tuán)或共軛體系，使有機(jī)污染物顏色褪去；（3）除異味等感官指標(biāo)；

表 2-5 物理指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果度濁度(FTU)pH 固體懸浮物(mg/L)12 32 11 852 標(biāo)的測(cè)定結(jié)果的測(cè)定結(jié)果測(cè)定的三組平行樣結(jié)果為 131.8 g/L。測(cè)定結(jié)果(2-2)出最終測(cè)定廢水中的氯離子濃度為 55.07 g/L。測(cè)定結(jié)果三次，利用公式和標(biāo)準(zhǔn)曲線得硫酸鹽的含量為 17

總銅的校準(zhǔn)曲線
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2889785