化学氧化与吸附耦合高效处理生活污水的工艺研究

摘要

水资源短缺是21世纪人类面临的最为严峻的资源问题之一，我国水资源短缺的形势尤为严峻。另一方面，我国每年又有大量的污水排入环境，其中城市生活污水的排放量占了污水排放总量的一半以上，因此对城市生活污水的处理具有很重要的现实意义。
　　 传统生活污水处理主要采用生化法，生化法存在着占地面积大，停留时间长，污泥量大，耐冲击能力差等缺点，本论文首先分别采用微电解，Fenton氧化，过氧化氢强化微电解等方法去除生活污水中的有机物，而氨氮的去除则通过丝光沸石吸附来完成，在此基础上将化学氧化与沸石吸附耦合处理实际生活污水，分别研究了先氧化后吸附工艺及先吸附后氧化工艺，并对两条工艺处理实际生活污水的效果进行了研究。论文最后对上述实验和工艺试验结果进行了分析，得到如下主要结果：
　　 (1)在Fe：C=1:1，pH=3，反应时间60分钟的条件下，微电解法对CODcr的去除率达到68％，CODcr浓度从300mg/l降至96mg/l；
　　 (2)在FeSO4·7H2O投加量0.35％，过氧化氢(30％)投加量0.19％，pH=4的条件下，反应40分钟，芬顿氧化法对CODcr的去除率高达80％以上，CODcr浓度从300mg/l降至60mg/l以下，达到城镇污水处理厂CODcr排放一级标准的B标准(GB18918-2002)；
　　 (3)在Fe：C=1:1，pH=6，过氧化氢(30％)投加量0.05％的条件下，反应40分钟，过氧化氢强化微电解体系对CODcr的去除率高达到80％以上，CODcr浓度从300mg/l降至60mg/l以下，达到城镇污水处理厂CODcr排放一级标准的B标准(GB18918-2002)，且该体系在重复利用19次后对CODcr的去除率仍在50％以上。结合处理效果及成本，本论文选择过氧化氢强化微电解的方法去除CODcr；
　　 (4)在投加25g/l丝光沸石，pH=6，吸附时间40分钟的条件下，丝光沸石对浓度为50mg/l的氨氮模拟废水其去除率可达80％以上；Ca2+、Mg2+等竞争性阳离子在一定程度上抑制丝光沸石对氨氮的吸附；丝光沸石对氨氮的吸附行为符合Langmiur吸附等温线；将丝光沸石用于实际生活污水中氨氮的处理，其去除率亦达到80％以上；
　　 (5)将化学氧化与沸石吸附耦合处理实际生活污水，分别研究先氧化后吸附工艺及先吸附后氧化工艺。两条工艺对生活污水中有机物及氨氮的去除均能达到城镇污水处理厂CODcr及氨氮排放一级标准的B标准(GB18918-2002)，而先吸附后氧化工艺的处理成本为0.26元/吨，低于先氧化后吸附工艺的处理成本0.42元/吨。因此，综合考虑处理效果及成本，可选择先吸附后氧化工艺。