芬顿氧化去除合成制药生产废水与生化污泥中可吸附有机卤素的效果研究

摘要

可吸附有机卤素（Adsorbable Organic Halogens,AOX）是可以被活性炭吸附的卤代有机物的总称，包括氯化物、溴化物、碘化物，不包括氟化物。卤代有机物在制药、染料等工业行业中使用广泛，排入环境后生物降解困难且毒性较强，健康和生态风险较大。由于卤代有机物种类繁多，对单个物质的排放监测管理困难，因此近年来国际上倾向于使用AOX作为综合指标限制卤化物的环境排放。芬顿试剂具有氧化能力强、反应速度快、操作简单、容易控制等特点，在去除AOX方面具有很大应用潜力。
　　本文采用芬顿氧化法去除某合成制药企业生产废水和好氧生化处理活性污泥中的AOX，考察了初始pH、H2O2投加量、Fe2+投加量、反应时间等条件对AOX去除的影响。获得芬顿氧化去除制药生产混合废水中AOX的优化条件为：pH为9.25、H2O2投加量0.29mol/L、Fe2+投加量0.029mol/L（即Fe2+与H2O2摩尔比为1:10）、反应时间1.5h。优化反应条件下废水中AOX的去除率为95.1％至95.7%，大幅度减少了进入活性污泥体系中的AOX物质浓度。
　　芬顿氧化去除活性污泥中AOX的优化反应条件为：pH为7.16、H2O2投加量0.90mol/L、Fe2+投加量0.045mol/L（即Fe2+与H2O2摩尔比为1:20）、反应时间2h。优化条件下污泥中AOX的去除率为70.7%至71.1%，上清液中AOX去除率为78.5%至80.8%。
　　芬顿试剂投加后使废水和活性污泥pH降低。供试用生产废水和活性污泥的初始pH分别为9.3和7.2，加入芬顿试剂后反应体系pH迅速降低至2.5和3.9，芬顿反应结束时分别为2.2和3.0。芬顿反应后的废水和污泥需要进行pH中和处理。
　　使用GC-MS分析比较芬顿处理前后生产废水和活性污泥中半挥发性有机组分变化，生产废水中含氯含氟苯乙酮、2,4-二氯氟苯、2,6-二氯-4-（1,1-二甲基乙基）苯酚类卤代有机物被完全去除；活性污泥中大部分氯代烷烃和氯代酯类物质、以及对二甲苯和邻苯二甲酸二异丁酯等有毒有害非卤代有机物都得到高效去除。综上可见，芬顿氧化可以有效去除AOX等有毒有害有机物，达到废水和污泥无害化处理之目的。

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缩略词说明

第一章 绪 论

1.1研究背景和意义

1.2 AOX简介

1.3 芬顿氧化技术处理污水和污泥的研究进展

1.4研究目的和内容

1.5 技术路线

1.6课题主要创新点

第二章 实验材料与方法

2.1企业信息与样品采集

2.2实验试剂与仪器

2.3 分析方法

2.4实验方法

第三章 芬顿氧化法去除活性污泥中AOX的条件优化与效果研究

3.1芬顿氧化条件的优化

3.2 优化条件下污泥中AOX的去除效果与羟基自由基作用

3.3 芬顿反应前后污泥中的有机组分变化

3.4本章小结

第四章 芬顿氧化与其它技术方法去除污泥中AOX的比较研究

4.1 Fe粉还原法对污泥中AOX的去除效果

4.2 Fe粉还原+H2O2氧化法对污泥中AOX的去除效果

4.3 Fe粉还原+芬顿氧化法对污泥中AOX的去除效果

4.4 芬顿氧化与其它三种方法的比较分析

4.5本章小结

第五章 芬顿氧化去除制药生产废水中AOX的效果研究

5.1芬顿氧化条件的优化

5.2芬顿反应过程中pH的变化

5.3 芬顿氧化生产废水反应中羟基自由基发挥的作用

5.4 芬顿反应前后废水中的有机组分变化

5.5 芬顿反应前后废水中的TOC变化

5.6 芬顿反应前后生产废水中阴离子浓度变化

5.7本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

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