程雯:催化臭氧氧化处理难降解有机废水及其机理研究论文

程雯:催化臭氧氧化处理难降解有机废水及其机理研究论文

本文主要研究内容

作者程雯(2019)在《催化臭氧氧化处理难降解有机废水及其机理研究》一文中研究指出:难降解有机废水由于成分复杂,可生化性差,传统法难处理,严重危害人类的身体与健康,高级氧化技术由于优良的矿化能力,成为难降解有机废水的主要处理方法之一,而其中的臭氧氧化技术由于具有较强的氧化性以及无二次污染等特点被广泛研究,但存在臭氧利用率低,成本较高且矿化能力弱等缺点。众多方法被使用于催化臭氧分解产生羟基自由基来提高臭氧的矿化能力以提高臭氧化效率,主要包括酸性条件下,添加催化剂促进臭氧分解以及碱性条件下由较高的pH值引发臭氧分解,但添加催化剂具有稳定性低,催化剂回收困难等缺点且需要进行固液分离等后续操作,而碱性条件下会产生自由基清除剂,不仅捕捉一部分自由基且同自由基竞争有机物,从而降低氧化效率,阻碍了该技术的应用发展。本研究主要提出催化臭氧氧化新体系用于难降解有机废水的处理,包括O3/Ca(OH)2体系,O3+膜处理体系以及O3+金属丝网填料负载催化剂,通过对模拟对硝基苯酚(PNP)废水以及垃圾渗滤液生化出水的降解率,COD去除率以及矿化率的研究以评价新体系的性能,并对其中有机物的降解机理进行研究,全文的主要研究结果如下:(1)考察了PNP在新型臭氧氧化体系—O3/Ca(OH)2体系中的降解与矿化效果,并对新体系强化的机理进行研究。实验结果表明,PNP及TOC的去除率都随着Ca(OH)2用量(小于2 g/L)、进气臭氧质量浓度(小于75 mg/L)、进气流量(小于3 L/min)的增大以及初始PNP质量浓度的减少而增加,但受反应器压力和液相温度的影响较小,当Ca(OH)2用量大于3 g/L时,PNP和TOC的去除率在30 min和55 min时分别达到了100%左右。Ca2+的存在实现了自由基清除剂CO32-与部分中间产物的实时分离去除,从而提高了臭氧氧化处理PNP的降解与矿化率。这表明,O3/Ca(OH)2体系是一种处理难降解有机废水的高效臭氧氧化新体系。(2)采用O3/Ca(OH)2体系在微泡反应器中处理垃圾渗滤液生化出水。120 min处理后COD可降至100 mg/L以下,达到国家排放标准。并系统的研究了Ca(OH)2用量、反应器压力、液相温度、进气臭氧质量浓度、进气流量等操作参数对COD去除率和矿化率(TOC去除率)的影响。在最佳条件下,该工艺可达到89.86%的COD去除率,65.35%的TOC去除率以及92.12%的UV-254去除率。通过对UV-254、3D-EEM和GC-MS分析,探讨了有机物降解的机理。(3)采用垃圾渗滤液生化出水中难降解有机物进行了臭氧预处理研究。考察了反应器压力、液相温度、进气臭氧质量浓度、进气流量等操作参数对微滤性能的影响。实验结果表明,在45分钟前,臭氧氧化时间越长,进口臭氧质量浓度越高,进口流量越大,膜过滤性能越好,而反应器压力和液相温度对提高膜过滤性能影响不大。通过SEM分析渗滤液中存在的胶体和GC/MS分析有机物成分的变化,探讨了膜过滤性能提高的机理,结果表明由于臭氧的微絮凝作用以及通过臭氧氧化处理使渗滤液中烃类和杂环类化合物的减少,导致了生物源有机纳米胶体的减少,提高了膜过滤性能。(4)设计了不锈钢波纹丝网填料立体结构作为基底,采用溶胶凝胶法制备了丝网填料负载的Ti-Mn氧化物非均相催化剂催化臭氧处理垃圾渗滤液生化出水,对网膜式臭氧催化材料进行了SEM,XRD,XPS表征,通过对出水有机物进行3D-EEM以及GC-MS进行分析,考察了涂覆层数对有机物去除率的影响,并对网膜催化材料的稳定性、失活原因以及再生方法进行研究。实验结果表明,网膜负载的Ti-Mn氧化物材料对臭氧具有催化作用,使生化出水COD去除率达到78.43%,不同涂覆次数催化效果表明,两层催化层催化效果是最好的,可使COD去除率达到87.17%。但其稳定性有待提高,随着使用次数的增加催化性能下降,由于催化剂吸附有机污染物在其表面,产生的中间产物占据了催化剂的活性位点,使催化剂失活,对催化剂实施碱-酸-H2O2-乙醇-水依次清洗原位再生过程,可使催化剂对有机物的COD去除率提升到80.55%,为催化剂的原位再生提供了一种有效手段。

Abstract

nan jiang jie you ji fei shui you yu cheng fen fu za ,ke sheng hua xing cha ,chuan tong fa nan chu li ,yan chong wei hai ren lei de shen ti yu jian kang ,gao ji yang hua ji shu you yu you liang de kuang hua neng li ,cheng wei nan jiang jie you ji fei shui de zhu yao chu li fang fa zhi yi ,er ji zhong de chou yang yang hua ji shu you yu ju you jiao jiang de yang hua xing yi ji mo er ci wu ran deng te dian bei an fan yan jiu ,dan cun zai chou yang li yong lv di ,cheng ben jiao gao ju kuang hua neng li ruo deng que dian 。zhong duo fang fa bei shi yong yu cui hua chou yang fen jie chan sheng qiang ji zi you ji lai di gao chou yang de kuang hua neng li yi di gao chou yang hua xiao lv ,zhu yao bao gua suan xing tiao jian xia ,tian jia cui hua ji cu jin chou yang fen jie yi ji jian xing tiao jian xia you jiao gao de pHzhi yin fa chou yang fen jie ,dan tian jia cui hua ji ju you wen ding xing di ,cui hua ji hui shou kun nan deng que dian ju xu yao jin hang gu ye fen li deng hou xu cao zuo ,er jian xing tiao jian xia hui chan sheng zi you ji qing chu ji ,bu jin bu zhuo yi bu fen zi you ji ju tong zi you ji jing zheng you ji wu ,cong er jiang di yang hua xiao lv ,zu ai le gai ji shu de ying yong fa zhan 。ben yan jiu zhu yao di chu cui hua chou yang yang hua xin ti ji yong yu nan jiang jie you ji fei shui de chu li ,bao gua O3/Ca(OH)2ti ji ,O3+mo chu li ti ji yi ji O3+jin shu si wang tian liao fu zai cui hua ji ,tong guo dui mo ni dui xiao ji ben fen (PNP)fei shui yi ji la ji shen lv ye sheng hua chu shui de jiang jie lv ,CODqu chu lv yi ji kuang hua lv de yan jiu yi ping jia xin ti ji de xing neng ,bing dui ji zhong you ji wu de jiang jie ji li jin hang yan jiu ,quan wen de zhu yao yan jiu jie guo ru xia :(1)kao cha le PNPzai xin xing chou yang yang hua ti ji —O3/Ca(OH)2ti ji zhong de jiang jie yu kuang hua xiao guo ,bing dui xin ti ji jiang hua de ji li jin hang yan jiu 。shi yan jie guo biao ming ,PNPji TOCde qu chu lv dou sui zhao Ca(OH)2yong liang (xiao yu 2 g/L)、jin qi chou yang zhi liang nong du (xiao yu 75 mg/L)、jin qi liu liang (xiao yu 3 L/min)de zeng da yi ji chu shi PNPzhi liang nong du de jian shao er zeng jia ,dan shou fan ying qi ya li he ye xiang wen du de ying xiang jiao xiao ,dang Ca(OH)2yong liang da yu 3 g/Lshi ,PNPhe TOCde qu chu lv zai 30 minhe 55 minshi fen bie da dao le 100%zuo you 。Ca2+de cun zai shi xian le zi you ji qing chu ji CO32-yu bu fen zhong jian chan wu de shi shi fen li qu chu ,cong er di gao le chou yang yang hua chu li PNPde jiang jie yu kuang hua lv 。zhe biao ming ,O3/Ca(OH)2ti ji shi yi chong chu li nan jiang jie you ji fei shui de gao xiao chou yang yang hua xin ti ji 。(2)cai yong O3/Ca(OH)2ti ji zai wei pao fan ying qi zhong chu li la ji shen lv ye sheng hua chu shui 。120 minchu li hou CODke jiang zhi 100 mg/Lyi xia ,da dao guo jia pai fang biao zhun 。bing ji tong de yan jiu le Ca(OH)2yong liang 、fan ying qi ya li 、ye xiang wen du 、jin qi chou yang zhi liang nong du 、jin qi liu liang deng cao zuo can shu dui CODqu chu lv he kuang hua lv (TOCqu chu lv )de ying xiang 。zai zui jia tiao jian xia ,gai gong yi ke da dao 89.86%de CODqu chu lv ,65.35%de TOCqu chu lv yi ji 92.12%de UV-254qu chu lv 。tong guo dui UV-254、3D-EEMhe GC-MSfen xi ,tan tao le you ji wu jiang jie de ji li 。(3)cai yong la ji shen lv ye sheng hua chu shui zhong nan jiang jie you ji wu jin hang le chou yang yu chu li yan jiu 。kao cha le fan ying qi ya li 、ye xiang wen du 、jin qi chou yang zhi liang nong du 、jin qi liu liang deng cao zuo can shu dui wei lv xing neng de ying xiang 。shi yan jie guo biao ming ,zai 45fen zhong qian ,chou yang yang hua shi jian yue chang ,jin kou chou yang zhi liang nong du yue gao ,jin kou liu liang yue da ,mo guo lv xing neng yue hao ,er fan ying qi ya li he ye xiang wen du dui di gao mo guo lv xing neng ying xiang bu da 。tong guo SEMfen xi shen lv ye zhong cun zai de jiao ti he GC/MSfen xi you ji wu cheng fen de bian hua ,tan tao le mo guo lv xing neng di gao de ji li ,jie guo biao ming you yu chou yang de wei xu ning zuo yong yi ji tong guo chou yang yang hua chu li shi shen lv ye zhong ting lei he za huan lei hua ge wu de jian shao ,dao zhi le sheng wu yuan you ji na mi jiao ti de jian shao ,di gao le mo guo lv xing neng 。(4)she ji le bu xiu gang bo wen si wang tian liao li ti jie gou zuo wei ji de ,cai yong rong jiao ning jiao fa zhi bei le si wang tian liao fu zai de Ti-Mnyang hua wu fei jun xiang cui hua ji cui hua chou yang chu li la ji shen lv ye sheng hua chu shui ,dui wang mo shi chou yang cui hua cai liao jin hang le SEM,XRD,XPSbiao zheng ,tong guo dui chu shui you ji wu jin hang 3D-EEMyi ji GC-MSjin hang fen xi ,kao cha le tu fu ceng shu dui you ji wu qu chu lv de ying xiang ,bing dui wang mo cui hua cai liao de wen ding xing 、shi huo yuan yin yi ji zai sheng fang fa jin hang yan jiu 。shi yan jie guo biao ming ,wang mo fu zai de Ti-Mnyang hua wu cai liao dui chou yang ju you cui hua zuo yong ,shi sheng hua chu shui CODqu chu lv da dao 78.43%,bu tong tu fu ci shu cui hua xiao guo biao ming ,liang ceng cui hua ceng cui hua xiao guo shi zui hao de ,ke shi CODqu chu lv da dao 87.17%。dan ji wen ding xing you dai di gao ,sui zhao shi yong ci shu de zeng jia cui hua xing neng xia jiang ,you yu cui hua ji xi fu you ji wu ran wu zai ji biao mian ,chan sheng de zhong jian chan wu zhan ju le cui hua ji de huo xing wei dian ,shi cui hua ji shi huo ,dui cui hua ji shi shi jian -suan -H2O2-yi chun -shui yi ci qing xi yuan wei zai sheng guo cheng ,ke shi cui hua ji dui you ji wu de CODqu chu lv di sheng dao 80.55%,wei cui hua ji de yuan wei zai sheng di gong le yi chong you xiao shou duan 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自重庆理工大学的程雯,发表于刊物重庆理工大学2019-07-16论文,是一篇关于垃圾渗滤液生化出水论文,体系论文,微滤性能论文,网膜催化材料论文,重庆理工大学2019-07-16论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自重庆理工大学2019-07-16论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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