本文關(guān)鍵詞：煉廠廢水再生濃水臭氧活性炭催化氧化影響因素與效果的實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： RO濃水 活性炭 催化臭氧氧化 影響因素 催化劑穩(wěn)定性

【摘要】：煉化企業(yè)污水處理工藝一般包括隔油、氣浮、生化和過(guò)濾等操作,由于水資源的緊缺,企業(yè)通過(guò)一些回用裝置生產(chǎn)可滿足生產(chǎn)需要的水,超濾-反滲透具有高效分離性,而被廣泛應(yīng)用于煉廠廢水深度處理中,經(jīng)過(guò)一定的預(yù)處理、進(jìn)入雙膜單元,出水可回用為生產(chǎn)用水,反滲透濃水(RO濃水)則由于水質(zhì)復(fù)雜、難降解,直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境與人類(lèi)健康造成潛在的危險(xiǎn),所以有必要對(duì)濃水進(jìn)行深度處理,減少污染物含量,減少對(duì)環(huán)境的影響。本文采用活性炭催化臭氧氧化處理煉廠廢水RO濃水,分別通過(guò)靜態(tài)與動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)研究活性炭的種類(lèi),濃水的pH、反應(yīng)時(shí)間與臭氧投加量等因素對(duì)COD去除效率的影響。1根據(jù)影響實(shí)驗(yàn)的條件,選取pH、臭氧投加量、反應(yīng)時(shí)間、預(yù)處理方式、加入介質(zhì)種類(lèi)5個(gè)因素,各因素均定3個(gè)水平,采用L27(313)正交表進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),綜合方差分析與極差分析的結(jié)果,確定出因素影響的主次順序是:預(yù)處理方式→反應(yīng)時(shí)間→臭氧投加量→加入介質(zhì)種類(lèi)→pH;其中加入介質(zhì)中,凹凸棒的效果不大,而活性炭的效果較好,因此取活性炭或者改性活性炭作為接下來(lái)的預(yù)處理或者聯(lián)合工藝對(duì)象。2靜態(tài)實(shí)驗(yàn)分別采用單獨(dú)臭氧氧化與活性炭催化臭氧氧化法對(duì)RO濃水處理效果進(jìn)行了研究;考察了不同pH條件和反應(yīng)時(shí)間對(duì)COD去除效果的影響規(guī)律;并對(duì)活性炭進(jìn)行了不同改性,研究各改性活性炭的催化臭氧氧化效率和活性炭投加量的影響,并與單獨(dú)臭氧氧化處理效果進(jìn)行對(duì)比,為實(shí)際工程應(yīng)用提供工藝與參數(shù)指導(dǎo)。結(jié)果顯示:(1)對(duì)于該煉廠RO濃水,pH為偏堿性8.14,反應(yīng)時(shí)間為40min時(shí),臭氧氧化的COD去除率最高可達(dá)45%;(2)對(duì)活性炭進(jìn)行氨水、雙氧水、硝酸銅改性,實(shí)驗(yàn)證明雙氧水改性活性炭相比原活性炭的催化效果改善明顯,因?yàn)槌粞跹趸瘽馑漠a(chǎn)物大多為親水性,這類(lèi)親水性物質(zhì)難以被進(jìn)一步去除,而雙氧水改性可以增加活性炭表面的親水性基團(tuán),有助于活性炭對(duì)這些親水性物質(zhì)的吸附。用雙氧水改性活性炭作為催化劑催化臭氧氧化處理RO濃水時(shí),可加快反應(yīng)進(jìn)程,并對(duì)COD的去除率有一定的提高;且當(dāng)雙氧水改性活性炭投加量為2g時(shí)催化效果最明顯;(3)煉化企業(yè)RO濃水的可生化性差,pH為偏堿性時(shí),臭氧可以將大部分難降解有機(jī)物氧化為小分子物質(zhì),使氧化處理后濃水的B/C值提高至0.62;活性炭催化臭氧氧化出水的B/C為0.45。3動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)分別對(duì)RO濃水進(jìn)行了活性炭吸附、單獨(dú)臭氧氧化和活性炭催化臭氧氧化的實(shí)驗(yàn)效果研究;考察了不同臭氧流量與p H對(duì)COD去除效果的影響規(guī)律;研究了活性炭改性與否與活性炭飽和程度對(duì)催化臭氧氧化性能差異;并對(duì)活性炭催化性能的穩(wěn)定性和再生后催化性能的恢復(fù)情況進(jìn)行了研究;最后,對(duì)處理前后RO濃水進(jìn)行了紅外表征,以此來(lái)初步探討活性炭催化臭氧氧化的機(jī)理。結(jié)果顯示:(1)臭氧流量為0.06L/min,pH為8時(shí)的催化臭氧氧化效果較好,臭氧流量過(guò)低,對(duì)污染物質(zhì)的氧化不充分,過(guò)高時(shí),臭氧的停留時(shí)間變短,與活性炭表面的接觸不充分;酸性條件下臭氧以直接氧化為主,COD去除效果不佳;pH過(guò)高,一方面,羥基自由基(·OH)濃度較高,有互相碰撞發(fā)生猝滅的可能,另一方面,在一定堿性程度時(shí)也存在一些·OH捕獲劑。(2)活性炭改性與否與活性炭的飽和程度對(duì)最終處理效果的影響不明顯,表明在該實(shí)驗(yàn)條件下未改性活性炭的催化氧化已較充分,而且吸附飽和并不影響活性炭的催化活性;(3)活性炭催化臭氧氧化體系中生成了氧化能力更強(qiáng)的·OH,可顯著加快反應(yīng)進(jìn)程,第一循環(huán)便可將COD降低至75mg/L左右,去除1gCOD消耗2.5~4.1g臭氧;循環(huán)六次后可將COD降至40mg/L,去除率高達(dá)80%;且催化劑的穩(wěn)定性較高,再生后使用11次,平均出水COD為52.5mg/L,去除率可達(dá)74.2%,表明了該工藝在處理RO濃水中的高效適用性。(4)活性炭催化臭氧氧化后,RO濃水的可生化性顯著提高,從0.01增加至0.36。
【關(guān)鍵詞】：RO濃水 活性炭 催化臭氧氧化 影響因素 催化劑穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：X742
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-20
• 1.1 雙膜工藝的來(lái)源11-12
• 1.2 煉廠RO濃水的水質(zhì)特性12-13
• 1.3 煉廠RO濃水的處理現(xiàn)狀13-18
• 1.3.1 單獨(dú)臭氧氧化技術(shù)13-16
• 1.3.2 催化臭氧氧化技術(shù)16-18
• 1.4 煉廠RO濃水深度處理的目的與意義18-20
• 2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c實(shí)驗(yàn)內(nèi)容20-25
• 2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>20
• 2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與技術(shù)路線20-22
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容20
• 2.2.2 技術(shù)路線20-22
• 2.2.3 準(zhǔn)備解決的問(wèn)題22
• 2.3 主要儀器與材料22-23
• 2.4 實(shí)驗(yàn)RO濃水水質(zhì)特性23
• 2.5 測(cè)定方法23-25
• 3 靜態(tài)實(shí)驗(yàn)效果研究25-46
• 3.1 實(shí)驗(yàn)裝置25-26
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方案與因素考察26-32
• 3.2.1 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)26-27
• 3.2.2 正交實(shí)驗(yàn)分析27-32
• 3.3 單獨(dú)臭氧氧化效果研究32-33
• 3.4 活性炭催化臭氧氧化效果研究33-43
• 3.4.1 活性炭的改性33-37
• 3.4.2 改性活性炭的篩選37-39
• 3.4.3 活性炭的影響39-41
• 3.4.4 pH的影響41-42
• 3.4.5 活性炭投加量的影響42-43
• 3.5 各工藝出水B/C值43-45
• 3.6 小結(jié)45-46
• 4 活性炭催化臭氧氧化RO濃水的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)效果研究46-59
• 4.1 實(shí)驗(yàn)裝置46-47
• 4.2 影響因素47-49
• 4.2.1 臭氧流量的影響47-48
• 4.2.2 pH的影響48-49
• 4.3 活性炭的催化效果分析49-52
• 4.3.1 活性炭的催化效果49-51
• 4.3.2 活性炭改性后的催化效果51-52
• 4.4 活性炭的穩(wěn)定性與再生效果52-55
• 4.5 催化機(jī)理探討55-58
• 4.5.1 活性炭吸附飽和程度的影響55-56
• 4.5.2 活性炭接觸面積的影響56-57
• 4.5.3 出水B/C值變化與紅外圖譜57-58
• 4.6 小結(jié)58-59
• 結(jié)論與建議59-61
• 致謝61-62
• 參考文獻(xiàn)62-69
• 附錄A 論文使用的主要符號(hào)的意義和單位69-70
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：911338