臭氧/过氧化氢/亚铁工艺去除次磷酸盐的效能研究

摘要

电子行业产生的废水存在的磷主要是工艺生产中未被利用的次磷酸盐，针对次磷酸盐的处理，现常用Fenton工艺，但该工艺存在停留时间长、pH调节费用高、产泥量高、处理效果难以保证等问题。O3和H2O2具有极强氧化性，本文以提高除磷效果和控制除磷成本为双控目标，考察O3、H2O2和亚铁的组合形式和投加量对次磷酸盐氧化和总磷去除效率及其影响因素；研究了有机物和重金属存在条件下，对臭氧/过氧化氢/亚铁工艺的干扰；并选择实际废水进行中试研究，验证除磷效果。
　　以人工配水为考察对象，研究 O3、O3+H2O2、O3/H2O2/Fe2+、O3+Fe2+、O3/Fe2+/H2O2、O3+H2O2+Fe2+和Fenton工艺对次磷酸盐氧化和总磷去除效果，结果表明 O3/H2O2+Fe2+工艺效果最好，首先投加 O3和H2O2，利用H2O2引发臭氧产生·OH，对次磷酸盐实现高效氧化，待其氧化充分后投加亚铁，其作为催化剂促进O3产生·OH，并与H2O2形成Fenton，对次磷酸盐形成二次氧化，并与正磷酸盐结合形成磷酸铁沉淀，达到除磷的目的；工艺的较优pH值为7.0，次磷酸盐氧化率和总磷去除率为74％和65%；H2O2的连续投加，可有效提高氧化效果。
　　考察了水中共存物质对O3/H2O2/Fe2+工艺处理次磷酸盐和总磷的影响，结果表明，Cu2+、Ni2+、柠檬酸、EDTA和腐殖酸的存在对次磷酸盐氧化效果和总磷去除效果产生不利影响；工艺对上述物质均有一定去除效果。
　　通过小试对比研究了臭氧/过氧化氢/亚铁和Fenton工艺对含次磷酸盐废水的处理效果。结果表明，相比Fenton工艺，臭氧/过氧化氢/亚铁工艺处理含次磷酸盐废水更高效、经济；经60 min处理，工艺中出水总磷满足排放要求，Fenton工艺需经过100 min处理才能使总磷达标；处理后投加Ca(OH)2，可强化总磷去除，并保证出水pH达标；工艺产泥量仅为Fenton工艺的50～65%左右；臭氧/过氧化氢/亚铁工艺出水总磷可稳定达标，Fenton工艺出水总磷有时超标。
　　进行实际废水中试后发现，随次磷酸盐初始浓度增加，增加臭氧/过氧化氢/亚铁工艺中O3、H2O2和FeSO4投加量均可有效改善处理效果，使出水总磷达标；利用该工艺处理各种浓度含次磷酸盐废水时，其处理时间仅为Fenton工艺的1/2~2/3，污泥量仅为后者的60%左右，处理成本可比后者低2.5~4.2元/t；连续运行试验表明，工艺出水总磷可稳定达标，Fenton工艺出水总磷有超标风险。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 次磷酸盐处理技术研究进展

1.3 基于臭氧的高级氧化联用技术研究现状

1.4 主要研究内容

第2章 试验材料与方法

2.1 试验材料

2.2 试验装置及方法

2.3 检测分析方法

第3章 次磷酸盐氧化处理工艺优选及参数优化

3.1 工艺优选

3.2 O3/H2O2/Fe2+工艺影响因素

3.3 初始次磷酸盐浓度的影响

3.4 共存离子的影响

3.5 有机物的影响

3.6 本章小结

第4章 臭氧/过氧化氢/亚铁工艺实际废水小试研究

4.1 运行参数优化

4.2 臭氧/过氧化氢/亚铁工艺和Fenton工艺比较

4.3 本章小结

第5章 臭氧/过氧化氢/亚铁工艺中试应用

5.1 低浓度含磷废水

5.2 中等浓度含磷废水处理

5.3 高浓度含磷废水

5.4 工艺连续运行对比

5.5 技术经济比较

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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