微电解处理含阴离子表面活性剂废水的研究

摘要

随着合成洗涤工业的发展和人均消费量的逐年增加，含阴离子表面活性剂废水的排放量和对环境的危害日趋上升。其中主要成份直链烷基苯磺酸盐(LinearAlkylbenzeneSulfonates,LAS)属难降解有机物，而目前采用的各种处理方法，或处理效果较差，或成本太高，或存在二次污染。近年来微电解由于其各类有机废水处理效果较好而备受关注，但目前利用此工艺处理含LAS废水的研究较少。
　　本文以十二烷基苯磺酸钠配水和工厂废水为研究对象，首先考察了常规的混凝沉淀工艺对LAS的处理效果，其后又对微电解工艺处理含LAS废水的影响参数进行了研究，并对其工艺进行了改造，同时对微电解降解LAS的机理进行了分析。本文的主要研究内容包括以下几个方面。
　　1)考察了混凝沉淀工艺对实验室配制的LAS的去除效果，最终确定在pH值为10，FeCl3投加量为200mg/L时对LAS浓度为500mg/L的原水的处理效果最好，LAS去除率可达93％。但实验表明由于工厂洗涤废水成分含有大量机油，混凝沉淀工艺在实际运行中不可行。
　　2)考察了微电解对LAS处理效果，研究了各因素对微电解处理效果的影响。在模拟工厂废水初始pH为3的条件下，进水浓度为500mg/L，曝气，空床停留时间(EBCT)为2h时LAS去除率大于72%。且对LAS总的处理能力随原水浓度的增加而增大。同时证明微电解反应出水投加石灰可有效提高其去除效果，使LAS去除率均保持在80%以上，且最短EBCT可达到5min。
　　3)对微电解工艺进行了改造实验。结果表明，单纯的铁作阳极处理效果好于单纯的铝或铁掺杂铝作阳极时的效果。在铁炭微电解反应过程中动态投加双氧水可以强化微电解的处理效果。当原水LAS浓度为500mg/L，EBCT为1h，双氧水投加量为10～50mg/L时，出水投加石灰沉淀后LAS去除率均保持在90%以上。
　　4)采用TOC、紫外分析以及呼吸试验对微电解降解LAS的机理进行了分析。结果表明，微电解反应主要依赖于零价铁的还原、O2、H2O2和·OH的氧化作用以及铁盐的混凝沉淀作用。微电解只能将部分LAS完全矿化为CO2、H2O，剩余部分主要被氧化成各种易被混凝沉淀去除的中间产物。

目录

微电解处理含阴离子表面活性剂废水的研究

ANIONIC SURFACTANTS WASTEWATER TREATMENT BY MICRO-ELECTROLYTIC METHOD

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景和意义

1.2 表面活性剂的研究现状

1.2.1 表面活性剂的产生、种类和性质

1.2.2 表面活性剂处理的研究现状

1.2.3 表面活性剂处理中需要解决的问题

1.3 微电解工艺的研究现状

1.4 本文主要研究内容

第2章 混凝沉淀法处理LAS废水的研究

2.1 引言

2.2 实验原理及影响因素

2.2.1 混凝的基本原理

2.2.2 混凝效果的影响因素

2.3 实验材料与方法

2.3.1 主要试剂与仪器

2.3.2 实验装置及方法

2.4 实验结果与分析

2.4.1 LAS标准曲线

2.4.2 LAS和COD的相关性

2.4.3 投加石灰后中和沉淀效果分析

2.4.4 对LAS配水的混凝试验

2.4.5 对格兰达厂废水的去除

2.5 本章小结

第3章 微电解处理LAS废水的研究

3.1 引言

3.2 实验原理

3.2.1 电极反应

3.2.2 作用机理

3.3 实验材料和方法

3.3.1 主要试剂与仪器

3.3.2 实验装置与方法

3.4 微电解影响因素分析

3.4.1 铁炭比

3.4.2 pH

3.4.3 进水浓度

3.4.4 曝气

3.4.5 空床停留时间

3.5 微电解工艺的改进探索

3.5.1 双氧水强化微电解法处理LAS的研究

3.5.2 不同电极材料对微电解处理LAS的比较

3.6 运行成本估算

3.7 本章小结

第4章 微电解处理LAS的反应机理研究

4.1 引言

4.1.1 零价铁的还原作用

4.1.2 阴阳两极的氧化作用

4.1.3 阳极金属离子的絮凝沉淀作用

4.2 实验试剂与仪器

4.2.1 主要试剂

4.2.2 实验仪器

4.3 反应机理的探讨

4.3.1 呼吸实验

4.3.2 双氧水的测定

4.3.3 混凝沉淀

4.4 本章小结

结论及建议

参考文献

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致谢