论文部分内容阅读
本文是甘肃省科技攻关项目——《生物法处理苯胺废水的研究》中的后续研究部分。苯胺废水具有毒性大,色度大,不易生物降解等特点,如果不加处理排放到水体中,将对环境造成极大危害。本文主要针对经生物法处理后其出水仍不能达标排放的低浓度工业苯胺废水进行后续处理研究,提出了采用改性沸石吸附法来对其进行后续处理的思路,希望通过研究,使废水出水中各主要污染物排放指标均达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的二级标准,从而使苯胺废水通过生物法和吸附法两个处理单元的降解后出水能够达标排放,从而找到一种高效、经济而且容易工业化的苯胺废水处理新工艺。试验分为四部分。第一部分为天然沸石改性方法的研究,通过对比各种改性方法改性后的沸石对模拟废水中苯胺吸附率的大小,找到一种最佳的改性方法。第二部分为改性沸石静态吸附处理实际工业苯胺废水的研究,通过对改性沸石静态吸附处理苯胺废水时影响因素的研究确定最佳操作参数,同时在最佳操作条件下研究改性沸石对废水中苯胺、CODcd、NH3-N及色度的吸附规律。第三部分为改性沸石动态吸附处理实际工业苯胺废水的研究,通过在动态吸附中各种影响因素的研究确定使苯胺废水处理后能够达标排放的最佳操作参数,同时绘制苯胺吸附的穿透曲线。第四部分为改性沸石的再生研究,通过对比经各种洗脱液再生处理后的改性沸石对苯胺的解析率的大小,找到一种最佳的再生方法,此外还进行了再生效率的影响因素研究。第一部分的研究表明:天然沸石改性的最佳方法为0.07mol/L的硫酸溶液改性;最佳改性条件为:改性温度室温,改性时间2h,改性溶液与沸石的体积质量比9ml/g。同时,沸石粒径越小,改性沸石对苯胺的吸附去除率越高。第二部分的研究表明:在沸石用量11g/L、吸附时间2h、反应温度为室温、废水pH值为3的条件下改性沸石对浓度为50mg/L的苯胺废水具有很好的去除效果,苯胺去除率可达90%以上;通过室温下对改性沸石吸附苯胺的吸附等温线进行Langmuir型和Freundlich型线性拟合后表明,改性沸石对苯胺的吸附规律较好的满足Langmuir吸附等温式,其相关系数R2=0.9952;此外,改性沸石能高效、迅速地吸附去除废水中的CODcr、NH3-N及色度,由试验结果可知,改性沸石对原水浓度分别为460mg/L、31mg/L及40倍的CODcr、NH3-N及色度的最大去除率分别为69.6%、71.9%及95%,出口CODcr、NH3-N及色度浓度分别为140mg/L、8.7mg/L及2倍。第三部分的研究表明:在吸附层高度65cm、停留时间60min、温度为室温、废水pH为3的条件下苯胺废水经改性沸石动态吸附后其出水中苯胺、CODcr浓度均达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的二级标准,此外,从苯胺的吸附穿透曲线上可以看出,当通水时间为148h时苯胺浓度到达2mg/L的泄漏点,当通水时间为452h时吸附柱完全被穿透:同时当通水时间小于170h时出水CODcr浓度均可达标。第四部分的研究表明:改性沸石再生的最佳方法为7mol/L的盐酸溶液洗脱再生;当在再生时间60min、洗脱液与改性沸石体积质量比14ml/g条件下再生的改性沸石对苯胺的解析率与第二次吸附率均在90%左右,具有很好的再生效果。同时试验证明洗脱温度越高,再生效果越好,但高温再生会造成操作复杂、处理成本提高,不利于改性沸石的经济再生。通过本论文的研究,使《生物法处理苯胺废水的研究》整个项目的研究成果达到了该项目立项时所确立的目标,但由于时间和条件的限制,需要通过设计制作更加完善、合理的反应装置进一步通过试验研究系统的动力学特性以及开展反应器的工艺机理研究,以进一步优化工艺流程和参数,获得更好的效果。此外由于实验室装置的规模与实际工程的规模相差很大,因此如果有条件应进行中试研究。