染料废水及其剩余污泥中AOX的去除研究

摘要

染料废水中含有大量难生物降解的卤代有机物合成中间体，合成卤代有机物在废水的生物处理过程中容易被吸附到剩余污泥中，如不能妥善处理会引起生态健康风险。本文以廉价易得的零价铁为基础，研究其作为类芬顿催化剂对染料废水中可吸附有机卤化物(AOX)的去除效果和机理、以及单独零价铁还原及其耦合芬顿氧化对剩余污泥中AOX的去除效果。
　　以Fe/H2O2类芬顿体系去除染料废水中的AOX，结果表明:铁粉投加量为3g·L-1，H2O2投加量为0.28mol·L-1，初始pH不调，反应时间1.5h，染料废水中的AOX去除率为83.37％，总有机碳(TOC)去除率为68.04％，同时，对色度也有50％左右的去除。铁粉回收使用4次后，Fe/H2O2体系对AOX的去除率为71.56％，TOC去除率为58.03％。染料废水经过Fe/H2O2体系处理后，其中大部分有机卤化物和苯胺类物质能被去除，而2，4-二硝基氯苯由于其结构比较稳定，难以通过直接氧化的方法完全去除。通过铁粉还原1.5h处理后，再加入H2O2反应，AOX去除率比直接氧化提高了8.47％。
　　对Fe/H2O2类芬顿体系去除染料废水中AOX的机理进行研究，结果表明:单独的Fe和单独的H2O2对AOX的去除效果非常有限;Fe/H2O2类芬顿反应能有效降解AOX，AOX及其降解中间产物会竞争·OH，导致AOX去除率和Cl-释放率不同;Fe/H2O2类芬顿体系对染料废水中的AOX去除是·OH氧化的结果，而其中零价铁表面结合的·OH起主导作用。
　　研究了零价铁还原、芬顿氧化及其组合技术对染料企业剩余污泥中AOX的去除效果，优化了处理条件，解析了去除机理。结果表明，铁粉投加量为5g·L-1，厌氧反应30d时，零价铁还原对污泥中AOX去除率仅为24.7％;Fe2+投加量0.059mol·L-1，H2O2投加量0.89mol·L-1，芬顿氧化1.5h时，污泥中AOX去除率提高至73.7％;投加2g·L-1的铁粉，还原30d后再进行芬顿反应，则污泥中AOX去除率可达到90.3％。GC-MS分析结果表明，污泥中的主要AOX物质为2，6-二氯-4-硝基苯胺，该物质经过零价铁还原与芬顿氧化组合工艺处理后，比直接芬顿氧化能得到更有效的去除。

目录

论文说明

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 有机卤化物的处理方法

1．2．1 物理法

1．2．2 生物法

1．2．3 化学法

1．3 零价铁耦合方法处理有机卤化物的研究进展

1．3．1 Fe／H2O2类芬顿去除有机卤化物

1．3．2 零价铁与厌氧微生物去除有机卤化物

1．3．3 零价铁还原与Fenton氧化去除有机卤化物

1．4 研究目标和研究内容

1．4．1 研究目标

1．4．2 研究内容

第二章 实验材料与方法

2．1 供试废水

2．2 供试污泥

2．3 实验试剂和仪器

2．3．1 实验试剂

2．3．2 实验仪器

2．4 实验方法

2．4．2 Fe／H2O2体系对染料废水中AOX的去除机理实验方法

2．4．3 零价铁还原、芬顿氧化及其耦合工艺去除剩余污泥中的AOX实验方法

2．5 分析方法

2．5．1 色度、CODCr、TOC浓度测试

2．5．2 AOX浓度测试

2．5．3 挥发和半挥发性有机组分的GC-MS定性分析

2．5．4 苯胺类物质的分析

2．5．5 Fe2+、总铁浓度分析

第三章 Fe／H2O2体系对染料废水中AOX的去除效果

3．1 Fe投加量的影响

3．2 H2O2投加量的影响

3．3 初始pH值的影响

3．4 反应时间的影响

3．5 Fe的回收利用，l青况

3．6 处理前后挥发和半挥发性有机组分的GC-MS分析

3．7 Fe还原+H2O2对AOX的去除效果

3．8 本章小结

第四章 Fe／H2O2体系对染料废水中AOX去除的机理研究

4．1 单独投加Fe对AOX的去除效果

4．2 单独投加H2O2对AOX的去除效果

4．3 反应过程中Cl-的变化

4．4 反应过程中Fe2+、总铁的变化

4．5 反应过程中pH的变化

4．6 加入自由基捕捉剂对AOX去除效果的影响

4．7 本章小结

第五章 零价铁还原、芬顿氧化及其耦合方法去除剩余污泥中的AOX研究

5．1 零价铁还原对污泥中AOX的去除效果

5．2 芬顿氧化对污泥中AOX的去除效果

5．2．1 H2O2投加量的影响

5．2．2 Fe2+投加量的影响

5．3 零价铁还原-芬顿氧化对污泥中AOX的去除效果

5．4 污泥AOX去除效果比较

5．5 挥发和半挥发性有机组分的GC-MS分析

5．6 本章小结

第六章 结论与建议

6．1 结论

6．2 建议

参考文献

作者简介

致谢