苯甲酸生产废水中有机物分离及生物滤床净化处理

摘要

苯甲酸是一种重要的有机化工原料，在医药、食品和化工等方面具有广泛的应用。但是在苯甲酸生产过程中产生的废水具有较强的毒性、酸性和腐蚀性，若直接排放会对环境造成很大的污染。针对此废水的自身特点，提出了萃取-生物滤床处理工艺，通过两种结合使用对苯甲酸废水进行处理。
　　首先，对高浓度苯甲酸废水进行萃取。萃取实验过程中以苯甲酸的生产原料甲苯作为萃取剂进行萃取实验。实验通过改变甲苯和苯甲酸废水的体积比作为实验条件，其中，甲苯和苯甲酸废水的体积比分别为1∶1、1∶4和1∶9，对同一比例下的苯甲酸废水进行三次萃取，并对每次萃取后的萃残液中的苯甲酸、苯甲醇和苯甲醛进行定量分析。实验结果表明，在甲苯和苯甲酸体积比为1∶1，在室温条件下匀速搅拌5 min后，待水相和有机相分层，取萃残液进行高效液相色谱分析，经过三次萃取后的萃残液中苯甲酸、苯甲醇和苯甲醛浓度分别为19.64 mg/L、23.07 mg/L和0 mg/L，萃取率分别为70.21％、62.97％和100％，说明甲苯对苯甲酸废水的萃取效果明显。此外，与三次萃残液相比二次萃残液中的三种物质浓度分别为65.92 mg/L、62.31 mg/L和0 mg/L，同样具有很好的萃取效果。为减少萃取剂的使用量以及进行后续的生物滤床的处理实验，现将甲苯和苯甲酸废水的体积比选定为1∶1，同时选定二次萃残液中的苯甲酸、苯甲醇和苯甲醛的浓度作为生物滤床的实验条件。
　　厌氧-好氧生物滤床实验分析:以二次萃残液中各物质浓度作为条件，自行配置苯甲酸废水，其中苯甲酸和苯甲醇浓度分别为100 mg/L。实验采用生物滤床的方法通过的自制的生物净化槽对混合后的废水进行处理。设定混合废水中苯甲酸废水和生活污水的体积比为1∶4、2∶3、1∶1、3∶2和4∶1。在一级厌氧和两级好氧的条件下进行苯甲酸废水的处理研究。实验中一级好氧区和二级好氧区的曝气量分别为2.4 L/min和1.2L/min，日进水量为30 L/d，停留时间为24 h，连续运行4-5天后进行测定。实验结果表明，当甲苯和苯甲酸废水体积比为3∶2时，出水的COD、BOD5、NH4+-N、苯甲酸和苯甲醇浓度分别为33 mg/L、13 mg/L、30 mg/L、1.3 mg/L和0.8 mg/L，能达到国家排放一级标准。证明了生物滤床对苯甲酸废水具有很好的去除效果。
　　完全好氧生物滤床实验分析:在三级好氧曝气条件下，控制溶解氧浓度在3.5+0.2mg/L，其他条件与厌氧-好氧相同。实验结果显示:当甲苯和苯甲酸废水体积比为3∶2时，各出水指标达到国家一级排放标准，其中出水COD、BOD5、NH4+-N、苯甲酸和苯甲醇浓度分别为44.8 mg/L、18 mg/L、3.0 mg/L、0.8 mg/L和1.2 mg/L。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 我国水资源与水污染状况

1．1．1 水资源状况

1．1．2 水污染状况

1．2 化工废水

1．3 化工废水处理方法

1．3．1 物理处理法

1．3．2 化学处理法

1．3．3 物理化学处理法

1．3．4 生物处理法

1．4 苯甲酸废水

1．4．1 苯甲酸简介

1．4．2 苯甲酸生产废水

1．5 苯甲酸类废水去除研究

1．5．1 高级氧化法

1．5．2 吸附法

1．5．3 萃取法

1．5．4 生物降解法

1．5．5 技术联用

1．6 本课题研究目的、意义和主要内容

1．6．1 课题的研究目的和意义

1．6．2 课题研究的主要内容

2 苯甲酸废水萃取的研究

2．1 实验试剂及仪器

2．1．1 实验试剂

2．1．2 实验方法

2．1．3 苯甲酸标准曲线测定

2．1．4 水样测定

2．2 实验结果

2．3 实验小结

3 生物挂膜实验

3．1 引言

3．2 实验

3．2．1 实验仪器、试剂及材料

3．2．2 实验挂膜方法

3．2．3 实验小结

4 生物滤床对苯甲酸废水的处理研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验仪器

4．2．2 实验药品

4．3 厌氧-好氧处理实验

4．3．1 实验方法

4．3．2 结果与讨论

4．3．3 实验小结

4．4 完全好氧实验

4．4．1 实验方法

4．4．2 结果与讨论

4．4．3 实验小结

5 结论

6 展望

参考文献

8 攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢