电凝聚技术处理活性染料废水动态试验研究

摘要

近年来，我国的染料工业得到了迅速发展，但是染料生产废水的环境污染问题也随之而来。活性染料废水以其色度深、盐分高、有机物浓度高、生物可降解性差等特点而成为染料废水处理的难题之一。电凝聚技术对活性染料废水有良好的处理效果，在电凝聚出水中投加H2O2，与电凝聚反应中生成的Fe2+形成Fenton氧化反应，可进一步降低废水的COD和色度，使出水水质得到保障。基于此，本文采用电凝聚-Fenton氧化组合工艺对活性染料废水进行预处理试验研究。 利用响应面法对影响电凝聚处理效果的主要因素(初始pH值、电解时间和电流密度)进行分析，建立了COD去除率的二次响应曲面模型，该模型高度显著(P=0.0002)，拟合效果较好。借助Matlab优化工具箱得出最佳的工艺条件为：初始pH值4.67，电解时间47.5min和电流密度78.8mA/cm2，在此条件下电凝聚对活性染料废水的COD去除率达到最大(77.05％)。 Fenton试剂H2O2/Fe2+质量比、pH值和反应时间是Fenton氧化的主要影响因素，通过单因素试验确定了反应体系的最佳操作条件：H2O2/Fe2+=4:1(FeSO4-7H2O投加量2g/L，30％H2O2投加量5mL/L)，pH=3，反应时间30min。 电凝聚-Fenton氧化组合试验表明，活性染料废水COD、色度去除率可分别达到85％和95％以上，出水水质指标低于园区污水处理厂接管标准。该工艺具有流程简单、运行效果稳定、处理成本相对合理等特点，并可显著提高废水的可生化性，为排入园区污水处理厂进行后续生化处理创造了条件。

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第一章绪论

1.1研究背景

1.1.1染料行业现状

1.1.2课题的目的和意义

1.2染料废水特性

1.2.1染料废水的特点

1.2.2染料的发色机理

1.3染料废水处理技术

1.3.1物理法

1.3.2化学法

1.3.3生物法

1.4试验工艺确定

第二章工艺原理及理论基础

2.1电凝聚技术

2.1.1电凝聚

2.1.2电氧化还原

2.1.3电气浮

2.2电凝聚技术特点

2.3 Fenton氧化技术机理及特点

第三章试验设计及方法

3.1试验装置

3.2试验水质

3.3响应面法试验设计

3.4试验方法

3.4.1电凝聚试验

3.4.2 Fenton氧化试验

3.4.3电凝聚-Fenton氧化组合试验

3.5测试项目及方法

3.6研究内容

第四章电凝聚技术处理活性染料废水试验

4.1中心组合试验结果及模型建立

4.2电凝聚反应过程分析

4.3模型3D及等高图分析

4.4参数优化与模型验证

4.5小结

第五章Fenton氧化试验

5.1 Fenton试剂配比及H2O2投加方式的影响

5.2 pH值的影响

5.3反应时间的影响

5.4小结

第六章电凝聚—Fenton氧化组合试验

6.1电凝聚—Fenton氧化组合工艺特点

6.2 H2O2投加量的确定

6.3电凝聚—Fenton氧化组合工艺效果稳定性试验

6.4处理前后可生化性比较

6.5小结

第七章工艺能耗与经济指标评价

7.1电凝聚处理废水的电耗与节能

7.2电凝聚—Fenton氧化组合工艺处理活性染料废水成本核算

第八章结论

致谢

参考文献