类Fenton法处理难生物降解有机废水的试验研究

摘要

光化学氧化法由于其反应条件温和(常温常压)、氧化能力强，因而近20年来发展迅速，具有较为广泛的应用前景，尤其对于处理有毒有害难生物降解的有机废水效果比较好。本文对难生物降解的TNT模拟废水进行了类Fenton催化氧化(UV/H2O2、UV/Fenton、UV/Fe(C2O4)33-/H2O2)降解的试验研究，考察不同氧化体系、H2O2投加量、Fe2+投加量、pH值、初始反应物浓度、温度等主要操作条件对TNT和COD去除率的影响。 对于TNT废水的UV/H2O2体系降解，在H2O2投加量为2Qth(2倍理论药量)，pH=3，反应60min后，TNT去除率为88％以上。而在UV/Fenton体系中，当H2O2投加量为1Qth，pH=3，H2O2：Fe2+=20：1(摩尔比)，反应仅15minTNT去除率即可达到97％以上，反应60minCOD去除率达到84％以上。在UV/Fe(C2O4)33-/H2O2体系中，当H2O2投加量为1/4Qth，pH=3，H2O2：Fe2+：C2O42-=20：1：5(摩尔比)，反应30minTNT去除率达到98％左右。为降低反应成本，在H2O2减量条件下，在UV/H2O2、UV/Fe(C2O4)33-/H2O2两体系中采用氧气或空气代替部分H2O2参与氧化反应，试验表明TNT去除率明显提高。最后分别建立UV/H2O2和UV/Fenton两种体系降解TNT废水的动力学模型，能较好地关联试验数据。 此外，本文通过对印制电路板生产过程中产生的难生物降解的脱膜废液的UV/Fenton探索性试验，考察该体系对高浓度难生物降解有机废水的处理效率，测定了不同H2O2投加量情况下出水BOD5/COD的变化，试验表明H2O2投加量为1Qth，H2O2：Fe2+=20：1(摩尔比)，pH=3，反应时间为60min时，BOD5/COD值由原来的0.19变为0.35，明显改善了废水的生物降解性，从而有利于后续生物处理。

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

1.1前言

1.2 UV/H2O2光化学氧化技术

1.2.1 UV/H2O2反应机理

1.2.2 UV/H2O2的影响因素

1.2.3 UV/H2O2的应用

1.3 UV/Fenton均相光催化技术

1.3.1 UV/Fenton反应机理

1.3.2 H2O2/Fe3+体系及UV/H2O2/Fe3+体系

1.3.3 UV/Fenton的改进方法——UV/Fe(C2O4)33-/H2O2

1.3.4 UV/Fenton的影响因素

1.3.5 UV/Fenton的应用

1.4炸药废水处理研究现状

1.4.1物化法处理炸药废水研究进展

1.4.2生化法处理炸药废水研究进展

1.4.3我国弹药销毁废水水质特点及治理现状

1.5课题研究的内容及意义

1.5.1研究的主要内容

1.5.2研究意义

2试验装置及分析方法

2.1试验装置及工艺流程

2.2理论投加量的计算

2.3试验用水水质及分析测试方法

2.3.1试验用水水质

2.3.2分析测试方法

3 TNT废水的UV/H2O2处理

3.1各种反应体系的比较

3.2双氧水投加量的影响

3.3 TNT初始浓度的影响

3.4初始pH值的影响

3.5温度的影响

3.6载气的影响

本章小结

4 TNT废水的UV/Fenton处理

4.1各种反应体系的比较

4.2双氧水投加量的影响

4.3 Fe2+浓度的影响

4.4 TNT初始浓度的影响

4.5初始pH值的影响

4.6温度的影响

4.7 H2O2投加方式的影响

4.8 H2O2/Fe3+、UV/H2O2/Fe3+体系对TNT废水的降解

本章小结

5 TNT废水的UV/Fe(C2O4)33-/H2O2体系处理

5.1 C2O42-与Fe2+摩尔比的影响

5.2初始pH值的影响

5.3载气的影响

5.4 UV/Fe(C2O4)33-/H2O2体系与UV/Fenton体系比较

本章小结

6 TNT废水的降解动力学及降解机理探讨

6.1 TNT的降解机理

6.2氧气的加入在反应中的作用

6.3 TNT废水UV/H2O2氧化过程的反应动力学

6.3.1 TNT的单纯紫外光降解动力学

6.3.2 TNT的单纯双氧水降解动力学

6.3.3 TNT的UV/H2O2体系降解反应动力学

6.4 TNT废水UV/Fenton氧化过程的反应动力学

6.4.1 UV/Fenton动力学模型的建立

6.4.2模型求解

本章小结

7 UV/Fenton法处理脱膜废液

7.1试验方案

7.2脱膜废液的UV/Fenton法处理

7.2.1反应条件的正交试验

7.2.2双氧水投加量的影响

7.2.3 Fe2+浓度的影响及光照时间的确定

7.2.4 pH值的影响

7.2.5脱膜废液初始浓度的影响

7.2.6双氧水投加方式的影响

7.2.7三种系统对脱膜废液处理效果对比

7.2.8 Fe2+和Fe3+对COD去除效果的对比

7.2.9紫外灯管波长的影响

7.2.10反应器形式对COD去除效果的对比

7.3 UV/Fenton对脱膜废液可生化性的改善

7.3.1评价废水可生化性的指标：BOD5/COD值分析法

7.3.2 UV/Fenton对脱膜废液可生化性的改善

本章小结

8结论

参考文献

致谢