本文關(guān)鍵詞：電芬頓預(yù)處理焦化廢水有機(jī)物工藝優(yōu)化與去除特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：焦化廢水有機(jī)污染物濃度高、成分復(fù)雜、毒性強(qiáng),是國內(nèi)外工業(yè)廢水治理的難點(diǎn)。傳統(tǒng)生化處理方法對(duì)焦化廢水有機(jī)物去除能力有限,特別是對(duì)含氮雜環(huán)(NHCs)及多環(huán)芳烴(PAHs)等難降解有機(jī)化合物去除率較低,往往導(dǎo)致生化出水COD無法滿足排放標(biāo)準(zhǔn),仍需配合其他技術(shù)作為預(yù)處理手段。高濃度難降解廢水的預(yù)處理方式的選擇和優(yōu)化對(duì)后續(xù)生化處理效率至關(guān)重要。近年來,隨著污水處理技術(shù)的不斷發(fā)展與改進(jìn),高級(jí)氧化技術(shù)(Advanced Oxidation Process,AOPs)逐漸被人們熟知,由于廢水中有毒有害污染物以及難降解有機(jī)污染物種類和數(shù)量的增加,作為AOPs之一的電芬頓(Electro-Fenton)處理技術(shù)在國內(nèi)外高濃度有機(jī)廢水處理中得到了較廣泛的應(yīng)用,然而利用電芬頓作為高濃度焦化廢水預(yù)處理技術(shù)的相關(guān)研究報(bào)道幾乎沒有。本研究以山西某焦化廠蒸氨原水為研究對(duì)象,考察了電芬頓技術(shù)對(duì)其預(yù)處理的可行性,并對(duì)其進(jìn)行了工藝優(yōu)化及有機(jī)物去除特性研究。采用單因素試驗(yàn)考察了初始pH值、電流密度及反應(yīng)時(shí)間等工藝參數(shù)對(duì)電芬頓處理效率的影響;利用響應(yīng)面法(RSM),以焦化廢水COD去除率為響應(yīng)目標(biāo),優(yōu)化電芬頓氧化技術(shù)的工藝參數(shù);結(jié)合紫外光譜分析(UV-Vis)、三維熒光光譜分析(3D-EEM)、傅里葉紅外光譜(FTIR)及氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)等多種表征手段,分析電芬頓處理前后焦化廢水中有機(jī)物類別及數(shù)量的變化特征,研究了不同進(jìn)水COD濃度下電芬頓去除有機(jī)物動(dòng)力學(xué)及廢水可生化性改善程度,以期為電芬頓預(yù)處理焦化廢水的工藝設(shè)計(jì)與運(yùn)行優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采用響應(yīng)面法(rsm)建立了以廢水cod去除率為響應(yīng)值的二次多項(xiàng)式模型。模型結(jié)果表明:所選的三個(gè)因素對(duì)cod去除率影響的顯著性順序依次為:廢水ph值(x3)反應(yīng)時(shí)間(x2)電流密度(x1)。電芬頓降解廢水cod的最佳反應(yīng)條件為:電流密度為3.17ma/cm2,反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí),廢水ph值為2.62,其相應(yīng)的cod去除率最高,為70.02%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測結(jié)果相對(duì)誤差為1.17%;uv-vis表明:電芬頓氧化技術(shù)處理焦化廢水時(shí),隨著處理時(shí)間的增加,廢水中的有機(jī)物濃度逐漸降低。2h出水中小分子有機(jī)物含量上升,腐殖化程度最低,可生化性提高。3d-eem表明:焦化廢水中含有可溶性微生物類副產(chǎn)物、芳香族蛋白類物質(zhì)及類富里酸物質(zhì),電芬頓氧化技術(shù)可使peaka峰、peakb峰與peakc峰的熒光強(qiáng)度分別降低27.94%、17.75%與26.79%,在一定程度上達(dá)到了降解焦化廢水中有機(jī)污染物的目的。ftir表明:焦化廢水原水與出水中均含有oh伸縮振動(dòng)、三鍵c≡n伸縮振動(dòng)、芳環(huán)c=c伸縮振動(dòng)、c=s伸縮振動(dòng)以及碳?xì)渖炜s振動(dòng),說明存在具有不飽和結(jié)構(gòu)的雙鍵類和芳香類化合物以及含有甲基和烷基的化合物。gc-ms分析表明:利用電芬頓氧化技術(shù)可以去除或轉(zhuǎn)化大部分有機(jī)化合物,有機(jī)物種類由原水23類216種減少到14類49種,尤其對(duì)分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難降解的有機(jī)物,如:酚類、有機(jī)腈類、多環(huán)芳烴(pahs)、含氮雜環(huán)、含氧雜環(huán)及少量酯類、烷烴和含鹵有機(jī)物具有較好的去除轉(zhuǎn)化效率,經(jīng)過電芬頓預(yù)處理廢水的b/c比由0.12升高至0.38,大大提高了廢水的可生化性。在不同進(jìn)水cod濃度條件下,電芬頓降解過程均較好地符合三級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。本研究表明:電芬頓可以有效降低焦化廢水中有機(jī)物種類及濃度并提高廢水的可生化性,進(jìn)而有利于發(fā)揮后續(xù)生化處理單元的氧化分解效能,是一種經(jīng)濟(jì)高效、頗具應(yīng)用前景的焦化廢水前端預(yù)處理技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】：電芬頓 焦化廢水 預(yù)處理 工藝特性 優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X784
【目錄】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 緒論13-31
• 1.1 引言13-14
• 1.2 文獻(xiàn)綜述14-17
• 1.2.1 焦化廢水來源及危害14-16
• 1.2.2 焦化廢水處理方法16-17
• 1.3 電芬頓技術(shù)概述17-22
• 1.3.1 電芬頓法（Electro-Fenton）的降解機(jī)理17-21
• 1.3.2 電芬頓法的優(yōu)點(diǎn)21
• 1.3.3 電芬頓技術(shù)在廢水領(lǐng)域的應(yīng)用21-22
• 1.4 響應(yīng)面法概述22-28
• 1.4.1 響應(yīng)面分析過程22-26
• 1.4.2 響應(yīng)面分析軟件26
• 1.4.3 響應(yīng)面法與傳統(tǒng)方法對(duì)比26-27
• 1.4.4 響應(yīng)面法在廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用27-28
• 1.5 研究內(nèi)容與技術(shù)路線28-31
• 1.5.1 研究內(nèi)容28-29
• 1.5.2 技術(shù)路線29-31
• 第二章 材料與方法31-39
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料31-34
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置31-33
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)材料33
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑33-34
• 2.2 分析方法34-39
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)方法與水樣預(yù)處理34-35
• 2.2.2 常規(guī)水質(zhì)測定35-36
• 2.2.3 響應(yīng)面分析36
• 2.2.4 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析36
• 2.2.5 光譜特性分析36-37
• 2.2.6 氣質(zhì)聯(lián)用分析37-39
• 第三章 電芬頓預(yù)處理焦化廢水工藝優(yōu)化研究39-53
• 3.1 前言39
• 3.2 單因素實(shí)驗(yàn)39-45
• 3.2.1 反應(yīng)時(shí)間對(duì)COD去除效率的影響40-41
• 3.2.2 反應(yīng)初始pH值對(duì)COD去除效率的影響41-43
• 3.2.3 電流密度對(duì)COD去除效率的影響43-45
• 3.3 工藝參數(shù)優(yōu)化45-51
• 3.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)45-48
• 3.3.2 響應(yīng)面分析48-50
• 3.3.3 最優(yōu)工藝參數(shù)的確定及驗(yàn)證50-51
• 3.4 本章小結(jié)51-53
• 第四章 電芬頓去除焦化廢水有機(jī)污染物特性研究53-75
• 4.1 引言53
• 4.2 紫外-可見光譜分析53-57
• 4.3 三維熒光光譜分析57-59
• 4.4 傅里葉紅外光譜分析59-61
• 4.5 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析61-68
• 4.6 可生化性研究68-70
• 4.7 電芬頓去除COD動(dòng)力學(xué)研究70-73
• 4.8 本章小結(jié)73-75
• 第五章 結(jié)論與展望75-77
• 5.1 結(jié)論75-76
• 5.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-85
• 致謝85-87
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文87

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本文編號(hào)：377704