棕化废液的降解与提铜技术研究

摘要

本文的目的是对棕化废液进行降解和提铜，使其达到PCB行业废水排放标准并回收其中铜。本论文的研究主要包括三大部分，第一部分是棕化废液处理初探，包括对低浓度的模拟废水的吸附以及对棕化废液进行包括化学沉降处理、直接电解处理、电渗透处理、萃取、树脂吸附和氧化降解等方法的初探，探索这些方法处理棕化废液的可行性;第二部分是根据第一部分的结论提出一种UV/O3-电-吸附联合处理棕化废液的方法，研究了该方法的最佳工艺参数;第三部分是在前面的基础上，进一步简化实验步骤，进行了新的研究。
　　 棕化废液处理初探以模拟棕化废液或棕化废液为对象，探讨了吸附、化学沉积、电解、电渗透、萃取、树脂吸附、氧化降解等方法对其处理的效果。在膨润土对模拟废水的吸附处理中，讨论了不同浓度、时间、pH值对吸附的影响，结果表明:膨润土吸附苯并三氮唑最佳pH条件为3.5;对Cu2+的吸附率随pH升高而增大;在pH3.5为时，对苯并三氮唑、Cu2+的最大吸附率分别达到92.1％和40.3％，膨润土对100mg/L的苯并三氮唑和Cu2+溶液的饱和吸附量分别为81.3mg·g-1和22.9mg·g-1，吸附到平衡所需时间为80～100min。但单位质量吸附剂的吸附量有限，因此，吸附法不适合对高浓度的棕化废液处理，可用作为深度水处理。在加入NaOH、Na2S等试剂对棕化废液沉降处理中，产生沉淀物的纯度低、难分离，不是理想的沉铜方法。在电解、电渗透处理过程中，易在电极和离子交换膜表面成膜，处理效率低下;在萃取、树脂吸附处理中，都不能很好的分离有机物和铜离子;并研究了氧化降解棕化废液的过程，对比了O3-MnOx/AC、UV-TiO2/AC及两者的复合体系对棕化废液的降解效果，结果表明在O3-MnOx/AC与UV-TiO2/AC的复合体系中，在30min内，COD值从10202.26mg/L下降到4725mg/L，游离Cu2+浓度上升至32.82g/L，说明两者的复合体系中降解效果较O3-MnOx/AC、UV-TiO2/AC体系好，缩段了有效降解时间，提高了COD值的降解率和络合剂的解络率。COD值的降低和对含铜络合物降解程度高。
　　 UV/O3-电-吸附联合处理棕化废液，研究了不同O3-MnOx/AC与UV-TiO2/AC组合结构的反应器对棕化废液中络合物的解离效果，结果表明插入式UV-O3反应器较其它几种反应器对棕化废液中络合物解络效率高，6h达到78.1％;对COD的去除量略低于悬空式UV-O3反应器而较余下两种反应器去除量高，6h内去除量达到4284mg/L。选用插入式UV-O3反应器作为UV/O3-电-吸附联合的第一步破络，然后再在电解下沉淀铜，最终再经过一个吸附洗脱柱进行洗脱即可排放。
　　 快速电解法，通过在电解过程中加入电解添加剂(如硫酸铈、硫酸锰)。利用二价铈离子与四价铈离子或二价锰离子与三价锰离子之间在电驱动下的相互转化，催化降解有机物的同时电沉积出铜。

目录

摘要

Contents

第一章 绪论

1．1 棕化废液来源背景

1．2 棕化废液简介

1．2．1 棕化废液的组成

1．2．2 棕化液中各组分的作用

1．2．3 棕化作用机理

1．2．4 棕化废液的性质与危害

1．3 PCB中含铜废水处理现状

1．3．1 含铜废水的处理方法简介

1．3．2 现有的高浓度有机废水的处理方法简介

1．4 棕化废水处理的研究进展

1．4．1 棕化废液本身性质对一般处理方法的制约

1．4．2 化学沉降-生物降解联用法

1．4．3 减压蒸馏再生法

1．4．4 电解法

1．4．5、臭氧氧化法

1．4．6 光催化氧化降解

1．4．7 解络-降解-电沉积法

1．4．8 棕化废液处理技术的应用与发展趋势

1．5 本课题的提出、研究内容及意义

第二章 棕化废液处理初探

2．1 实验药品、仪器及测试方法

2．1．1 实验药品与仪器

2．1．2 实验仪器

2．1．3 浓度指标分析测试方法

2．2 模拟废水的吸附实验

2．2．1 实验方法

2．2．2 结果与讨论

2．2．3 本节小结

2．3 沉淀处理法

2．3．1 实验

2．3．2 结果与讨论

2．4 直接电解法

2．4．1 实验

2．4．2 结果与讨论

2．4．3 本节结论

2．5 电渗透法

2．5．1 实验理论根据

2．5．2 两室槽实验

2．5．3 三室槽实验

2．5．4 本节小结

2．6 树脂吸附法和萃取

2．6．1 实验过程

2．6．2 结果与讨论

2．6．3 本节小结

2．8 光-臭氧催化降解

2．8．1 MnOx/AC催化剂的制备

2．8．2 TiO2/AC催化剂的制备

2．8．3 实验内容

2．8．4 结果与讨论

2．8．5 本节小结

2．9 本章小结

第三章 UV/O3-电-吸附联合处理棕化废液

3．1 实验药品与仪器

3．1．1 实验药品

3．1．2 实验仪器

3．2．UV-O3联合降解解络装置结构优化

3．2．1 实验

3．2．2 结果与讨论

3．2．3 本节小结

3．3 利用UV/O3-电-活性炭吸附联用对棕化废液的处理

3．3．1、实验部分

3．3．2 结果与讨论

3．3．3 效率与成本核算

3．4 本章总结

第四章 快速电解提铜法

4．1 实验药品与仪器

4．1．1 实验药品

4．1．2 实验仪器

4．2 电催化电解提铜

4．2．1 实验过程

4．2．2 结果与讨论

4．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

声明

致谢