聚醚废水超声协同臭氧预处理方法及应用研究

摘要

聚醚多元醇(Polyether polyol)又称聚醚，是一种重要的化工原料。它是由含活性基团的化合物与环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)等物质在经催化剂催化加聚而成。在制造聚醚过程中产生大量的高浓度聚醚废水，其成分比较复杂，高聚合度的聚醚醇废水，难以进行生化降解，属于难降解有机物。聚醚醇进入到水体中被好氧生物降解过程中，需要消耗水中的大量氧气，从而引起水体中严重缺氧，最终污染水体。现有的处理技术，对聚醚废水处理易受废水水质、水量波动等冲击因素的影响，造成处理效率降低，亟需研发新的处理技术与装置提升聚醚废水处理效果。 本工作以聚醚醇中应用最广的聚乙二醇为例，研究利用臭氧氧化技术超声协同法处理该废水。使用实验室用臭氧发生器、超声发生器和自制有机玻璃反应器建立废水处理实验装置，根据某化工企业生产废水情况配置模拟实验用废水，分别采用单独臭氧氧化、超声协同臭氧氧化两种不同的处理方法对废水中COD降解效果进行测试，从而探明了实验用废水的初始PH值、初始COD浓度、臭氧流量以及超声功率、超声频率对废水中COD降解效果的影响程度，探讨了超声协同臭氧处理该废水的反应动力学，并在此基础上开展了超声/臭氧技术在聚醚醇废水中的实际应用研究。 主要研究结果: 1.采用单独臭氧氧化时，废水中的COD降解速率随酸度的提高以及臭氧流量的增大而提高，但pH＞7后，COD降解率变化不明显;随着有机物浓度的增高降解率相应的降低，但是总的有机物去除量增加; 2.单独使用超声降解聚醚醇废水时，COD的降解并不明显，但是超声引起的空化效应可以强化臭氧去除COD的效果。超声协同臭氧降解有机物时，随着pH降低以及臭氧流量的增加、超声功率的增大和频率的减小，废水中COD的去除率增大。 3.比较超声、臭氧、超声协同臭氧三种不同的处理方法对COD的降解情况，可知超声协同臭氧的方法对COD的降解效果最佳，分析原因主要是因为超声空化促进了臭氧分子的在体系中溶解度的增加以及氧自由基浓度的增加。 4.不同的处理方法对聚醚醇废水COD的降解以及不同初始浓度的聚醚醇废水在超声/臭氧法处理下的降解均有相同的线形关系，即符合一级反应动力学规律。且通过大量的实验数据归纳超声/臭氧法对聚醚醇废水COD降解的一级反应动力学公式是:C=C0e-kt。 5.运用超声/臭氧处理技术对现场实际聚醚醇废水处理120min后，废水的COD降解率达到86％，出水COD低于500mg/L，达到了园区对企业的接管标准(COD＜500mg/L)，验证了超声/臭氧处理技术在实际生产中应用的可行性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1引言

1．2聚醚多元醇简介及废水特征

1．2．1聚醚多元醇简介

1．2．2聚醚多元醇的应用

1．2．3聚醚多元醇废水特性

1．3聚醚废水处理研究

1．3．1聚醚废水处理现状

1．3．2聚醚废水生物处理技术

1．3．3聚醚废水的物化处理技术

1．4超声-臭氧法水处理技术介绍

1．4．1超声空化效应

1．4．2超声协同臭氧处理的特点

1．5研究目的与意义

1．6研究内容与技术路线

1．6．1研究内容

1．6．2技术路线

第二章实验仪器设备与方法

2．1实验试剂与设备

2．1．1分析试剂

2．1．2仪器

2．1．3实验装置

2．2实验方法

2．2．1实验水样的配置

2．2．2实验操作z

2．2．3分析方法

2．3废水水质及排放标准

第三章超声强化臭氧降解聚醚醇废水的研究

3．1单独超声对聚醚醇废水的处理

3．2单独臭氧对聚醚醇废水的处理

3．2．1溶液初始pH的影响

3．2．2 COD初始浓度的影响

3．2．3臭氧流量的影响

3．3超声协同臭氧氧化对聚醚醇废水的处理

3．3．1溶液初始pH的影响

3．3．2 COD初始浓度的影响

3．3．3臭氧流量的影响

3．3．4超声功率的影响

3．3．5超声频率的影响

3．4超声／臭氧工艺的协同效应探讨

3．5本章小结

第四章聚醚醇废水处理反应动力学探讨

4．1不同作用方式的聚醚醇废水处理反应动力学探讨

4．2超声／臭氧法处理不同COD浓度的反应动力学探讨

4．3本章小结

第五章超声协同臭氧对生产现场聚醚醇废水的处理研究

5．1实际废水主要特征与处理状况

5．2实际废水处理实例

5．3本章小结

第六章结论和建议

6．1结论

6．2建议

参考文献

致谢