乐果废水及合成香料废水的电-Fenton预处理研究

摘要

农药、精细化工等工业产生的有机废水化学需氧量高(COD>4000 mg/L)，含生化法不能降解的化合物(如氨氮、多环芳烃、致癌物苯并花等)，是高浓度、有毒有害、难降解的有机废水，危害非常大。若不经处理就排入水体会使水生物中毒，农作物减产，引发各种疾病。传统的水处理技术对高浓度难降解废水的处理有限，研究有效的方法解决污水处理的问题十分有意义。 传统：Fenton(Conventional Fenton，简称CF)法中Fe2+在反应初始时即被氧化且反应速率较慢，H2O2的利用率低，有机物矿化不充分，处理后的水可能带有颜色，一定程度上影响了该系统的推广应用。为此，研究了循环电-Fenton(CirculatingElectro Fenton，简称CEF-FeRe)法氧化降解自配乐果废水的过程及其各影响因子的作用机制。CEF-FeRe反应所需的H202通过蠕动泵缓慢加入到电解池中，而被氧化了的Fe2+又在阴极被还原，使得Fenton反应能持续进行。在乐果浓度为200mg/L时，通过多个单因素试验确定最佳CEF-FeRe反应条件为：常温、pH值为3.0、H2O2Fe2+的摩尔比为10、H2O2的加入量为理论剂量、恒流0.5A。结果表明，在此条件下反应120min后COD去除率为81.67％，乐果降解率为99.4％。通过测定CEF-FeRe以及CF反应过程中Fe2+和H2O2的变化情况来验证CEF-FeRe反应的机理。动力学研究结果表明，乐果废水的CEF-FeRe反应符合一级动力学反应规律。此外，还通过矿化研究，分析出乐果的矿化途径。 对实际合成香料中间体废水(原水COD为132580mg/L)的预处理方法进行探索研究。吸附、混凝、萃取等方法对废水的处理效果不明显。经过一系列的探索实验和对比实验确定了电渗析→气浮除油→电-Fenton的处理途径。确定了在I=1.5A，电解时间为120min的条件下电渗析效果是最佳的，其R值为6.7322x10-6mol·mL-1·cm-2。电渗析后调节pH值为3时气浮除油，COD去除率可达到59.8％。通过单因素实验确定电-Fenton的最佳反应条件为：pH为3.5，电流为0.75A，Fe2+投加量为3g/L，H2O2和Fe2+的摩尔比为10：1，反应时间为75min。此条件下电-Fenton反应去除废水COD效率可达66.62％，总COD去除率达86.60％。

目录

文摘

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论文说明：图表目录

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第1章绪论

1.1农药及合成香料的生产和使用现状

1.1.1农药的生产和使用现状

1.1.2合成香料的生产和使用现状

1.2农药及合成香料生产废水的性质

1.2.1农药生产废水的性质

1.2.2合成香料生产废水的性质

1.3农药及合成香料引起的环境污染

1.3.1农药引起的环境污染问题

1.3.2合成香料引起的环境污染问题

1.4农药及合成香料生产废水处理技术的研究概况

1.4.1农药生产废水处理技术研究概况

1.4.2合成香料生产废水处理技术研究概况

1.5电-Fenton处理技术概述

1.5.1电—Fenton法研究进展

1.5.2电—Fenton法的影响因素

1.5.3电—Fenton技术在难降解废水处理中的应用

1.6本课题的研究任务和意义

第2章电-Fenton法预处理乐果废水研究

2.1前言

2.1.1选择乐果作为研究对象的原因

2.1.2乐果简介

2.2实验部分

2.2.1实验原理

2.2.2实验材料与仪器

2.2.3实验流程

2.3结果与讨论

2.3.1不同反应体系对COD去除率及BOD5/COD变化的影响

2.3.2不同阴极材料对COD去除率的影响

2.3.3电流密度对COD去除率和电流效率的影响

2.3.4 pH值对COD去除率的影响

2.3.5 H2O2浓度对COD去除率的影响

2.3.6 H2O2/Fe2+的摩尔比对COD去除率的影响

2.3.7电解质浓度对COD去除率的影响

2.3.8循环流及其流速对COD去除率的影响

2.4小结

第3章电-Fenton法降解乐果的反应机理及乐果降解途径研究

3.1前言

3.1.1高效液相色谱基本原理

3.1.2乐果标准曲线的测定

3.2实验部分

3.2.1实验材料和仪器

3.2.2实验方法

3.2.3分析方法

3.3结果与讨论

3.3.1电-Fenton法降解乐果的反应机理

3.3.2乐果电-Fenton法降解

3.4结论

第4章电—Fenton法预处理合成香料废水的研究

4.1前言

4.1.1合成香料中间体废水的来源及水质特性

4.1.2常用混凝剂及吸附剂在香料废水中的应用

4.2实验部分

4.2.1实验原理

4.2.2实验材料和仪器

4.2.3实验流程

4.3结果与讨论

4.3.1两组对比试验中COD去除率的的比较结果与分析

4.3.2电渗析单因素实验结果与分析

4.3.3电-Fenton反应中pH值对COD去除率的影响

4.3.4电-Fenton反应中反应时间对COD去除率的影响

4.3.5电-Fenton反应中电流对COD去除率的影响

4.3.6电-Fenton反应中Fenton剂量对COD去除率的影响

4.3.7电-Fenton反应中H2O2/Fe2+的摩尔比对COD去除率的影响

4.4小结

结论

参考文献

附录

致谢