電鍍廢水中污染物的去除研究
發(fā)布時間:2021-02-27 22:51
電鍍是當(dāng)今工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中不可或缺的環(huán)節(jié),同時也是當(dāng)代全球三大污染產(chǎn)業(yè)之一。電鍍工藝過程復(fù)雜,鍍前預(yù)處理、電鍍及鍍后工藝都會產(chǎn)生不同性質(zhì)的電鍍廢水,成分復(fù)雜。新型鍍種-化學(xué)鍍鎳及鋅鎳合金等電鍍工藝的興起也加大了廢水治理的難度,同時《電鍍廢水排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)的實施對電鍍廢水中氨氮、重金屬、COD等指標(biāo)提出了更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn),使得實際電鍍廢水的達(dá)標(biāo)處理難度越來越大,廢水處理問題已成為制約電鍍企業(yè)生存發(fā)展的瓶頸。因此,對于實際電鍍廢水處理工藝的研究勢在必行。本文以江西電鍍園區(qū)電鍍預(yù)處理、電鍍后產(chǎn)生的幾股成分不同的廢水為研究對象,分別對其中的氨氮、COD及鎳等成分的去除進(jìn)行了探索與優(yōu)化實驗。采用吹脫法對化學(xué)鍍廢水中高濃度氨氮進(jìn)行一級處理。應(yīng)用響應(yīng)面分析法對氨氮吹脫工藝進(jìn)行優(yōu)化,在最佳吹脫工藝條件下(pH=11、空氣流速=2 L/min、時間=60 min),氨氮的去除效率為98%。吹脫后的廢水經(jīng)次氯酸鈉深度氧化進(jìn)行二級處理,結(jié)果顯示,次氯酸鈉投加量為30 mL/L,反應(yīng)時間為10 min時,氨氮去除率達(dá)95.43%。同時研究了超聲、紫外照射對次氯酸鈉氧化效率的強(qiáng)化效果。經(jīng)吹脫...
【文章來源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
電鍍廢水處理工藝圖
上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文7的穩(wěn)定性。大量氨水的使用,造成廢水中氨氮含量嚴(yán)重超標(biāo),尤其是電鍍槽廢液,氨氮濃度更高,需要采用多種方法組合進(jìn)行處理[13],才能使廢液中的氨氮達(dá)到廢水的排放要求。廢水中氨氮的處理方法主要有:生物脫氮法、高級氧化法、物化脫氮法。1、生物脫氮法傳統(tǒng)生物脫氮法是目前應(yīng)用最為廣泛、最為成熟的脫氮方法[14],通過特定微生物將廢水中氨氮通過“氨化、硝化、反硝化”等一系列微生物呼吸作用最終將含氮有機(jī)物轉(zhuǎn)化為N2從廢水中脫除的過程[15]。傳統(tǒng)生物脫氮途徑如下所示:圖1-2傳統(tǒng)生物脫氮途徑Fig.1-2Traditionalbiologicalnitrogenremovalpathway首先是氨化反應(yīng),含氮有機(jī)物在氨化細(xì)菌的作用下生成氨氮和NH4+,此階段反應(yīng)迅速。其次是硝化反應(yīng),水中氨氮在好氧自養(yǎng)型微生物(亞硝酸菌和硝酸菌)的代謝作用下將氨氮轉(zhuǎn)化為NO2-和NO3-。其中能量消耗來自于NH4+-N和NO2-的氧化過程,碳酸根、碳酸氫根、二氧化碳等無機(jī)碳化合物為硝化反應(yīng)提供碳源。最后是反硝化反應(yīng),硝化菌在無氧條件下將亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮還原為N2或N2O。由于硝化菌和反硝化菌對氧的需求不同,硝化過程須在好氧反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行而反硝化過程須在無氧或厭氧反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行,導(dǎo)致傳統(tǒng)生物脫氮法難以實現(xiàn)在同一個反應(yīng)器中同時硝化、反硝化[16]。但傳統(tǒng)生物法適合于處理低濃度氨氮廢水,因硝化細(xì)菌與反硝化細(xì)菌無法在高濃度氨氮條件下生存。隨著研究進(jìn)展,一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)在厭氧條件下氨氮也會減少的現(xiàn)象[17],對人們繼續(xù)探索生物脫氮新工藝起到了推動作用。經(jīng)過不斷探索,逐步形成了短程硝化反硝化、同時硝化反硝化(SND)、厭氧氨氧化(AMAMMOX)等新的工藝,克服了生物法在處理高濃度氨氮廢水效率不高的問題。2、高級氧化法高?
上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文10脫法去除含油廢水中的氨氮,并通過正交實驗確定了影響吹脫效率因素的主次舜順序依次為:pH值、鼓氣量、吹脫時間。謝鳳巖[29]利用吹脫方法處理高濃度氨氮廢水,取得了滿意的效果。劉文龍等[35]對吹脫過程中的pH、吹脫溫度、吹脫時間等進(jìn)行了研究,得出了理想的吹脫條件。近年來,為進(jìn)一步提高氨氮吹脫效率,吹脫反應(yīng)一般都在吹脫塔[36]中進(jìn)行,吹脫塔一般分為填料塔和篩板塔兩種。工程上的吹脫工藝圖一般如下圖所示:圖1-3吹脫除氨工藝流程圖Fig.1-3Ammonianitrogenstrippingprocess吹脫法簡便易行,在國內(nèi)外應(yīng)用廣泛。吹脫法適合于中高濃度、水量大的氨氮廢水,工程工藝流程簡便,基礎(chǔ)建設(shè)費用較低且吹脫出的氨氮可被酸液吸收,減少對環(huán)境造成的二次污染,但經(jīng)吹脫后的廢水通常不能達(dá)標(biāo)排放,故此方法通常與化學(xué)氧化法聯(lián)用以達(dá)到更高的去除效率。1.4.2COD電鍍工藝的COD主要來源于三個階段:預(yù)處理階段、電鍍階段、鍍后階段。研究表明,電鍍工藝產(chǎn)生的COD來源主要是鍍前預(yù)處理階段,此階段產(chǎn)生的COD濃度較高,排放量較大,占廢水排放量的60%-70%左右。COD的去除方法多樣,主要分為:混凝法、電化學(xué)法、Fenton法、氣浮法、生物法和膜技術(shù)等[37]。表1-2電鍍工藝COD主要來源Table1-2ThemainsourceofCODinelectroplatingwastewater工藝階段廢水排放比例COD(mg/L)電鍍前處理20%25%100—5000電鍍60%70%40—60電鍍后處理5%10%2000—30001.混凝法向污水中投加一定量的混凝劑如聚合硫酸鐵(SPFC)、聚合氯化鋁(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等使污染物在吸附電中和作用及壓縮雙電層作用或吸附架橋、
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種新型鋅鎳合金電鍍工藝及鍍層的耐蝕性[J]. 李景軒. 材料保護(hù). 2018(09)
[2]表面處理技術(shù)在航天材料中的應(yīng)用[J]. 于鳳梅,楊薛軍,張科偉,李仙會. 理化檢驗(物理分冊). 2018(06)
[3]磷酸銨鎂的超聲/吹脫協(xié)同分解及循環(huán)利用研究[J]. 吳成強(qiáng),陳越平,張愛國,呂文洲,池?zé)?張捷. 中國給水排水. 2017(03)
[4]響應(yīng)面法優(yōu)化亞氯酸鈉濕法脫硝工藝的研究[J]. 王謙,張宏波,戴麗雅,孫同華,賈金平. 現(xiàn)代化工. 2017(01)
[5]含銀電鍍廢水處理技術(shù)研究及工程實例[J]. 郭超,武澤浩,劉慧. 廣東化工. 2016(13)
[6]次氯酸鈉氧化法預(yù)處理乙炔清凈廢水的研究[J]. 朱磊,曹珍,閆征楚,花修藝,董德明,孫文田,梁大鵬,郭志勇. 工業(yè)水處理. 2016(01)
[7]響應(yīng)面法在試驗設(shè)計與優(yōu)化中的應(yīng)用[J]. 李莉,張賽,何強(qiáng),胡學(xué)斌. 實驗室研究與探索. 2015(08)
[8]響應(yīng)面法優(yōu)化MAP法處理高濃度氨氮廢水的研究[J]. 饒力,汪曉軍,陳振國,袁延磊,郭冠超. 工業(yè)水處理. 2015(06)
[9]重金屬捕集劑在電鍍重金屬廢水中的應(yīng)用研究[J]. 潘思文,仇康,孫同華,張宏波,賈金平. 現(xiàn)代化工. 2015(02)
[10]改性活性炭對廢水中鉻離子的吸附[J]. 左衛(wèi)元,仝海娟,史兵方. 環(huán)境工程學(xué)報. 2015(01)
博士論文
[1]內(nèi)電解—短程硝化—厭氧氨氧化—芬頓氧化處理垃圾滲濾液研究[D]. 白軒.東北大學(xué) 2013
[2]活性污泥法處理堿減量印染廢水的研究[D]. 官寶紅.浙江大學(xué) 2001
碩士論文
[1]強(qiáng)化電芬頓法處理石化廢水反滲透濃水的研究[D]. 吳月.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院過程工程研究所) 2017
[2]基于磷酸銨鎂沉淀的電化學(xué)強(qiáng)化脫氮技術(shù)研究[D]. 權(quán)國卿.重慶大學(xué) 2017
[3]高氨氮廢水預(yù)處理工藝設(shè)計及運行控制技術(shù)研究[D]. 王孝青.河北科技大學(xué) 2016
[4]化學(xué)法處理電鍍廢水中COD的研究[D]. 付念.機(jī)械科學(xué)研究總院 2014
[5]電鍍銅鎳廢水化學(xué)處理工藝的優(yōu)化研究[D]. 王亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[6]超聲吹脫去除水中高濃度氨氮的方法研究[D]. 平凡.天津大學(xué) 2012
[7]鎳與鋅鎳合金的電鍍及耐蝕性能研究[D]. 韓登峰.合肥工業(yè)大學(xué) 2012
[8]吹脫法處理焦化廠高濃度氨氮廢水的試驗研究[D]. 徐彬彬.西南交通大學(xué) 2011
[9]化學(xué)沉淀法處理電鍍廢水的實驗研究[D]. 李姣.湖南大學(xué) 2011
[10]鉆井廢水酸化—內(nèi)電解-Fenton-混凝工藝研究[D]. 王麗婷.重慶大學(xué) 2010
本文編號:3054918
【文章來源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
電鍍廢水處理工藝圖
上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文7的穩(wěn)定性。大量氨水的使用,造成廢水中氨氮含量嚴(yán)重超標(biāo),尤其是電鍍槽廢液,氨氮濃度更高,需要采用多種方法組合進(jìn)行處理[13],才能使廢液中的氨氮達(dá)到廢水的排放要求。廢水中氨氮的處理方法主要有:生物脫氮法、高級氧化法、物化脫氮法。1、生物脫氮法傳統(tǒng)生物脫氮法是目前應(yīng)用最為廣泛、最為成熟的脫氮方法[14],通過特定微生物將廢水中氨氮通過“氨化、硝化、反硝化”等一系列微生物呼吸作用最終將含氮有機(jī)物轉(zhuǎn)化為N2從廢水中脫除的過程[15]。傳統(tǒng)生物脫氮途徑如下所示:圖1-2傳統(tǒng)生物脫氮途徑Fig.1-2Traditionalbiologicalnitrogenremovalpathway首先是氨化反應(yīng),含氮有機(jī)物在氨化細(xì)菌的作用下生成氨氮和NH4+,此階段反應(yīng)迅速。其次是硝化反應(yīng),水中氨氮在好氧自養(yǎng)型微生物(亞硝酸菌和硝酸菌)的代謝作用下將氨氮轉(zhuǎn)化為NO2-和NO3-。其中能量消耗來自于NH4+-N和NO2-的氧化過程,碳酸根、碳酸氫根、二氧化碳等無機(jī)碳化合物為硝化反應(yīng)提供碳源。最后是反硝化反應(yīng),硝化菌在無氧條件下將亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮還原為N2或N2O。由于硝化菌和反硝化菌對氧的需求不同,硝化過程須在好氧反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行而反硝化過程須在無氧或厭氧反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行,導(dǎo)致傳統(tǒng)生物脫氮法難以實現(xiàn)在同一個反應(yīng)器中同時硝化、反硝化[16]。但傳統(tǒng)生物法適合于處理低濃度氨氮廢水,因硝化細(xì)菌與反硝化細(xì)菌無法在高濃度氨氮條件下生存。隨著研究進(jìn)展,一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)在厭氧條件下氨氮也會減少的現(xiàn)象[17],對人們繼續(xù)探索生物脫氮新工藝起到了推動作用。經(jīng)過不斷探索,逐步形成了短程硝化反硝化、同時硝化反硝化(SND)、厭氧氨氧化(AMAMMOX)等新的工藝,克服了生物法在處理高濃度氨氮廢水效率不高的問題。2、高級氧化法高?
上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文10脫法去除含油廢水中的氨氮,并通過正交實驗確定了影響吹脫效率因素的主次舜順序依次為:pH值、鼓氣量、吹脫時間。謝鳳巖[29]利用吹脫方法處理高濃度氨氮廢水,取得了滿意的效果。劉文龍等[35]對吹脫過程中的pH、吹脫溫度、吹脫時間等進(jìn)行了研究,得出了理想的吹脫條件。近年來,為進(jìn)一步提高氨氮吹脫效率,吹脫反應(yīng)一般都在吹脫塔[36]中進(jìn)行,吹脫塔一般分為填料塔和篩板塔兩種。工程上的吹脫工藝圖一般如下圖所示:圖1-3吹脫除氨工藝流程圖Fig.1-3Ammonianitrogenstrippingprocess吹脫法簡便易行,在國內(nèi)外應(yīng)用廣泛。吹脫法適合于中高濃度、水量大的氨氮廢水,工程工藝流程簡便,基礎(chǔ)建設(shè)費用較低且吹脫出的氨氮可被酸液吸收,減少對環(huán)境造成的二次污染,但經(jīng)吹脫后的廢水通常不能達(dá)標(biāo)排放,故此方法通常與化學(xué)氧化法聯(lián)用以達(dá)到更高的去除效率。1.4.2COD電鍍工藝的COD主要來源于三個階段:預(yù)處理階段、電鍍階段、鍍后階段。研究表明,電鍍工藝產(chǎn)生的COD來源主要是鍍前預(yù)處理階段,此階段產(chǎn)生的COD濃度較高,排放量較大,占廢水排放量的60%-70%左右。COD的去除方法多樣,主要分為:混凝法、電化學(xué)法、Fenton法、氣浮法、生物法和膜技術(shù)等[37]。表1-2電鍍工藝COD主要來源Table1-2ThemainsourceofCODinelectroplatingwastewater工藝階段廢水排放比例COD(mg/L)電鍍前處理20%25%100—5000電鍍60%70%40—60電鍍后處理5%10%2000—30001.混凝法向污水中投加一定量的混凝劑如聚合硫酸鐵(SPFC)、聚合氯化鋁(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等使污染物在吸附電中和作用及壓縮雙電層作用或吸附架橋、
【參考文獻(xiàn)】:
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[7]響應(yīng)面法在試驗設(shè)計與優(yōu)化中的應(yīng)用[J]. 李莉,張賽,何強(qiáng),胡學(xué)斌. 實驗室研究與探索. 2015(08)
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[9]重金屬捕集劑在電鍍重金屬廢水中的應(yīng)用研究[J]. 潘思文,仇康,孫同華,張宏波,賈金平. 現(xiàn)代化工. 2015(02)
[10]改性活性炭對廢水中鉻離子的吸附[J]. 左衛(wèi)元,仝海娟,史兵方. 環(huán)境工程學(xué)報. 2015(01)
博士論文
[1]內(nèi)電解—短程硝化—厭氧氨氧化—芬頓氧化處理垃圾滲濾液研究[D]. 白軒.東北大學(xué) 2013
[2]活性污泥法處理堿減量印染廢水的研究[D]. 官寶紅.浙江大學(xué) 2001
碩士論文
[1]強(qiáng)化電芬頓法處理石化廢水反滲透濃水的研究[D]. 吳月.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院過程工程研究所) 2017
[2]基于磷酸銨鎂沉淀的電化學(xué)強(qiáng)化脫氮技術(shù)研究[D]. 權(quán)國卿.重慶大學(xué) 2017
[3]高氨氮廢水預(yù)處理工藝設(shè)計及運行控制技術(shù)研究[D]. 王孝青.河北科技大學(xué) 2016
[4]化學(xué)法處理電鍍廢水中COD的研究[D]. 付念.機(jī)械科學(xué)研究總院 2014
[5]電鍍銅鎳廢水化學(xué)處理工藝的優(yōu)化研究[D]. 王亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[6]超聲吹脫去除水中高濃度氨氮的方法研究[D]. 平凡.天津大學(xué) 2012
[7]鎳與鋅鎳合金的電鍍及耐蝕性能研究[D]. 韓登峰.合肥工業(yè)大學(xué) 2012
[8]吹脫法處理焦化廠高濃度氨氮廢水的試驗研究[D]. 徐彬彬.西南交通大學(xué) 2011
[9]化學(xué)沉淀法處理電鍍廢水的實驗研究[D]. 李姣.湖南大學(xué) 2011
[10]鉆井廢水酸化—內(nèi)電解-Fenton-混凝工藝研究[D]. 王麗婷.重慶大學(xué) 2010
本文編號:3054918
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