Fenton催化氧化-生物联合处理硝基苯乙酮生产废水应用研究

摘要

硝基苯类化合物是重要的化工原料之一，常用在染料、医药等行业。随着化工工业的发展，硝基苯类化合物不断的进入到人们的生活环境中。对硝基苯乙酮废水含有大量的硝基苯类化合物，高毒性、化学性质稳定、难生物降解、进入水体污染持续时间长等特点。由于该产品生产化工厂很少，导致当前对该种废水处理仍缺乏相对成熟的工艺。本文旨在研究物化法和生物法组合工艺对硝基苯乙酮生产废水的处理效果和适宜工艺条件。Fenton催化氧化技术在处理难降解有机污染物时具有独特的优势，由于试剂成本的较高，一般用于废水处理的预处理阶段，故选择Fenton催化氧化进行对硝基苯乙酮生产废水的化学预处理。通过一系列的试验研究，初步探究Fenton催化氧化体系中各因素对主要污染物降解效果的影响，以及最佳的Fenton试剂投加量。然而废水经过Fenton催化氧化处理后，对硝基苯乙酮生产废水可生化性得到明显的提高，但出水各项指标仍未达到《综合污水排放标准》。采用水解酸化/好氧对预处理后的对硝基苯乙酮生产废水进一步的生物处理，达到了对硝基苯乙酮废水的最终处理目标。同时采用探索的适宜工艺条件进行实际工程的技术指导，进一步的探究该组合工艺对该种废水的降解效果。研究表明:
　　1.Fenton催化氧化体系处理对硝基苯乙酮生产废水的工艺最佳条件探索试验可得出:a) Fenton催化氧化体中FeSO4·7H2O的投加量对其影响最大，pH值和双氧水投加量的影响次之;b）在室温条件下，当FeSO4·7H2O的投加量为2.5g/L，pH值为3.0，双氧水的体积分数为0.9％，反应时间为120min时，Fenton处理效果最佳;c）最优条件下硝基苯类去除率为94.87％，CODcr的去除率达到57.58％。
　　2.采用水解酸化/好氧组合处理工艺对经过Fenton催化氧化对硝基苯乙酮生产废水进行进一步的生化实验，达到了对硝基苯乙酮生产废水最终处理目标。试验发现，水解酸化能承受的最大进水浓度为CODcr=1200mg/L，此时CODcr去除率达到55.25％，硝基苯类的去除率为95.61％;水解酸化后出水好氧处理，CODcr总去除率上升至79.18％，满足出水指标国家污水综合排放三级标准(GB8978-1996)相关规定（CODcr＜500mg/L，硝基苯类含量＜5mg/L）。
　　3.现场对硝基苯乙酮生产废水采用混合酸析-Fenton催化氧化-水解酸化-A/O-臭氧氧化-接触氧化工艺处理，参照实验室得出结果进行相关调试，出水CODcr为220mg/L(＜500mg/L)、硝基苯类含量为1.5mg/L(＜5mg/L)、色度为75倍（＜80倍）、总氮为35mg/L(＜75mg/L)，各项指标达到园区管网接收的标准，且满足国家污水综合排放三级标准(GB8978-1996)，且稳定运行达到半年以上。同时处理废水成本为3.91元/吨，适合工程化应用。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 水污染现状及对硝基苯乙酮废水的危害

1．1．1 水污染现状

1．1．2 对硝基苯乙酮性质及危害

1．1．3 对硝基苯乙酮生产废水特点

1．2 对硝基苯类化合物废水处理技术

1．2．1 物化处理法

1．2．2 化学处理法

1．2．3 生物法

1．3 Fenton催化氧化技术的应用及其发展

1．3．1 Fenton催化氧化法

1．3．2 Fenton催化氧化反应机理及发展

1．3．3 Fenton催化氧化法的发展

1．4 硝基苯类废水处理问题及展望

1．5 研究目的和研究内容

1．5．1 研究目的与内容

1．5．2 研究路线

第二章 对硝基苯乙酮废水的Fenton催化氧化最优条件研究

2．1 实验仪器及药品

2．1．1 实验仪器

2．1．2 实验试剂

2．2 实验方法

2．2．1 水质检测方法

2．2．2 反应溶液水质情况

2．3 实验步骤

2．4 结果与分析

2．4．1 正交极差分析各因素影响强弱

2．4．2 最优实验条件的确定

2．4．3 试剂成本计算

2．5 小结

第三章 Fenton催化氧化后对硝基苯乙酮生产废水生化性研究

3．1 水解酸化工艺

3．2 水解酸化-好氧组合工艺

3．3 试验部分

3．3．3 试验配水

3．3．4 污泥驯化

3．4 结果与分析

3．4．1 水解酸化对CODcr去除效果

3．4．2 水解酸化对硝基苯类去除效果

3．4．3 进水浓度对水解酸化CODcr去除效果

3．4．4 进水浓度对水解酸化硝基苯类去除效果

3．5 进水浓度对水解酸化／好氧工艺CODcr去除效果

3．6 小结

第四章 对硝基苯乙酮生产废水工程处理效果

4．1 混合酸析的最优条件的探究

4．2 废水处理工艺流程及主要设计参数

4．2．1 废水处理工艺流程

4．2．2 主要工艺设计参数

4．3 运行调试结果与讨论

4．3．1 Fenton催化氧化法预处理效果

4．3．2 调试结果与分析

4．4 运行处理效果

4．5 工程运行费用

4．6 小结

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

致谢

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