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催化臭氧氧化在纺织染整行业废水深度处理中的应用研究

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摘要

第一章 绪论

1.1 纺织染整行业废水处理概述

1.1.1 我国工业废水污染现状

1.1.2 纺织染整废水特点及处理方法

1.1.3 纺织染整行业废水排放标准的制定发展

1.1.4 处理现状及存在的问题

1.2 纺织染整行业废水深度处理中高级氧化技术的研究进展

1.2.1 电化学氧化法

1.2.2 Fenton法

1.2.3 光化学氧化法

1.2.4 湿式空气氧化法

1.2.5 超临界水氧化法

1.2.6 高级氧化法深度处理纺织染整废水存在的问题

1.3 催化臭氧氧化技术

1.3.1 催化臭氧氧化技术概述

1.3.2 多相催化臭氧氧化机理研究

1.3.3 多相催化臭氧氧化技术在废水深度处理中的应用

1.4 论文研究的目的、内容

1.4.1 论文研究的目的

1.4.2 研究内容

第二章 实验材料和分析方法

2.1 实验废水来源及特点

2.1.1 废水来源

2.1.2 废水的水质特点

2.2 实验装置

2.2.1 间歇实验装置

2.2.2 催化臭氧氧化连续实验装置图

2.2.3 生化+AOP(高级氧化法)实验装置

2.3 实验分析项目及方法

2.3.1 常规项目的分析

2.3.2 臭氧浓度的分析

第三章 催化臭氧氧化纺织染整废水工艺条件的优化研究

3.1 催化臭氧氧化影响因素研究

3.2 试验结果及数据分析

3.2.1 正交试验结果及分析

3.2.2 试验结果的优化分析

3.2.3 pH对催化效果的影响分析

3.2.4 催化剂溶出对催化效果的影响分析

3.3 验证试验

3.3.1 间歇性验证试验

3.3.2 最优条件下的经济性分析

3.4 本章小结

第四章 锰系固定床催化臭氧氧化试验研究

4.1 锰系固定床催化剂

4.2 锰系催化剂催化臭氧氧化性能分析

4.2.1 锰系固定床催化剂催化氧化效果

4.2.2 锰系固定床催化臭氧氧化反冲洗周期实验

4.3 一级锰系固定床连续催化臭氧氧化试验研究

4.3.1 进水COD浓度对锰系固定床催化效果的影响

4.3.2 锰系固定床催化臭氧氧化后可生化性分析

4.4 多级催化臭氧氧化处理纺织染整废水试验研究

4.4.1 多级催化氧化最佳臭氧投加量的确定

4.4.2 多级催化臭氧氧化连续试验的验证

4.5 本章小结

第五章 生化+催化臭氧氧化处理纺织染整工业园区废水工艺研究

5.1 连续小试处理工艺描述

5.1.1 升流式水解酸化池

5.1.2 好氧池

5.2 小试连续试验结果及分析

5.2.1 不同水力停留时间对出水效果的影响

5.2.2 连续小试镍系催化臭氧氧化处理效果

5.2.3 两级催化臭氧氧化处理效果

5.3 本章小结

第六章 处理量24m3/d中试实验设计

6.1 催化臭氧氧化技术方案

6.1.1 工艺方案

6.1.2 中试实验处理系统工艺描述

6.2 主要处理单元工艺设计

6.2.1 固定床催化滤池

6.2.2 脱气池

6.2.3 曝气生物滤池

6.3 建设内容

6.3.1 主要构筑物一览表

6.3.2 主要设备一览表

6.4 中试催化臭氧氧化运行结果

6.5 运行成本

6.6 本章小结

第七章 结论与建议

7.1 结论

7.2 建议

附图

臭氧反应器结构图

臭氧反应器实物图

工艺流程图

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者和导师简介

作者简介

导师简介

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摘要

纺织染整行业在加工生产过程中排放的废水是典型的难降解性废水。由于废水中难生物降解有机污染物质多、强碱、有毒有害,目前国内很多污水厂采用生化处理纺织染整废水很难达到要求越来越严格的国家排放标准。 本研究通过认真分析纺织染整工业废水的特点、污水厂处理中存在的问题以及常用的深度处理技术,针对纺织染整废水处理不达标的问题,采用催化臭氧氧化技术作为纺织染整废水二级出水的深度处理方法。主要研究成果如下: (1)采用正交试验法,研究了镍、锰、铝及铜等过渡金属氧化物催化臭氧氧化深度处理难降解纺织染整工业园综合废水的最佳工艺条件。结果表明,在臭氧浓度恒定在30mg/L时,镍系催化剂的投加浓度不超过2g/L,pH值10,臭氧投加量40mg/L,气体流速0.8L/min时,对臭氧的催化效率最好,即催化臭氧氧化降解难降解工业园区废水的CODCr去除率最高,并能够满足国家一级A(出水CODCr<50mg/L)排放标准的要求。 (2)通过开发新型锰系固定床催化剂深度处理污水厂生化出水,得出锰系催化剂对废水CODCr的去除率可达到35%~40%,催化剂催化周期为2d,经过气水反冲洗后仍能恢复催化活性。锰系催化与BAF组合处理废水或采用两级催化工艺处理后,可满足国家一级A(出水CODCr<50mg/L)的排放标准。 (3)通过连续生物与催化臭氧氧化小试实验研究,研究发现生物处理的处理效果对后续的催化臭氧氧化处理效果具有一定的影响。当生物处理停留时间为30h时,生化二级出水CODCr约为105mg/L,经过一级镍系催化或两级催化臭氧氧化后出水的CODCr稳定达标排放。 (4)通过处理量24m3/d的中试实验研究可见,采用不同曝气方式,对废水处理的运行费用不同。当曝气方式采用穿孔管曝气时,设备运行电力消耗总量为37.68Kwh,吨水电力消耗为1.57Kwh,中试吨水增加的运行成本为1.099元。当曝气方式采用射流曝气时,设备运行电力消耗总量为50.88Kwh,吨水电力消耗为2.12Kwh,中试吨水增加的运行成本为1.484元。

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