论文部分内容阅读
农药废水为各类工业废水治理中难度最大的废水,其突出特点在于:1)废水中所含有机物浓度较高;2)污染物成分复杂且毒性大;3)难降解物质多;4)大多具有刺激性气味。若无法对农药废水进行针对性的高质量、高效率处理,则会对周边环境、地下水等产生严重的影响,最终危及人类健康。本文针对合作企业废水中富含苯并咪唑类、苯胺类、酰胺类等富电子物质,但同时也含有氰化物、吡啶、氨氮类、硫化物等缺电子物质。针对废水中难降解有机物成分及其分子结构、废水排量、色度等因素,设计开发Fe/C微电解-Fenton氧化双效耦合工艺。工艺中Fe/C微电解过程能利用电位差,形成原电池,同时产生大量初生态的Fe2+和高化学活性的氢自由基,使杂环类物质发生断裂、开环,将有毒性的大分子降解为生化性好的小分子。此外,对于含吸电子基团的有机物,Fe/C微电解过程可以将其吸电子基团还原为推电子基团,以有利于后续Fenton氧化反应的进行。微电解过程产生的微小气泡,起到搅拌和气浮作用,能够加速反应的进行并将细小胶体颗粒脱离催化剂表面,使其聚集成大颗粒沉降去除。Fe/C微电解过程产生的Fe2+作用于随后进行的Fenton氧化反应中,利用Fe2+催化氧化剂产生的羟基自由基降解电子云密度高的富电子化合物。为了提高传统Fenton的降解效率,本文根据反应动力学机制,首次采用特殊的加料方式,充分利用H202产生具有强氧化能力的羟基自由基OH·,达到增效和减排的目的,通过Fe/C微电解-Fenton氧化工艺处理的COD去除率能达到85.2%以上,BOD/COD值从0.100以下增至0.400以上,使可生化性大为提高。本论文主要工作如下:(1)通过对废水中污染物成分与结构的分析,选用Fe/C微电解-Fenton氧化技术耦合处理富含苯并咪唑类、苯胺类、酰胺类等富电子物质,和氰化物、吡啶、氨氮类、硫化物等缺电子物质的农药废水。通过正交试验,优化工艺参数,包括Fe/C微电解温度、曝气量,Fenton反应温度、H202加料方式等。(2)鉴于废水来源于合作企业混合池,为了提高Fe/C微电解-Fenton氧化技术对废水降解效率,取各单一工段废水分别进行Fe/C微电解-Fenton氧化技术处理,分析磷酸根离子浓度等对处理效率的影响。(3)为了研究废水中主要污染物的降解途径,配置仅含有单一物质的实验室用水进行Fe/C微电解-Fenton氧化技术处理,采用观察紫外光谱、红外光谱、液质联用等分析手段,研究废水中主要污染物在Fe/C微电解-Fenton氧化技术中的降解途径。(4)对Fe/C微电解-Fenton氧化技术的实际工业处理成本进行计算和比较,并进行了工业化应用可行性分析。