吸附氧化法处理废水的试验研究

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随着经济的发展,工业化进程加快,排入水体的污染负荷不断增加,水污染环境面临着空前的挑战,出水水质不能达标已成为废水处理的一大难题。因而,如何采取有效措施处理废水并达标排放一直是研究的重点领域。实践证明,单一的废水处理技术越来越难以满足要求,应运而生的多种方法联合技术应用愈来愈广泛,并取得良好的效果,因而成为废水处理发展的新方向。本文研究了Fenton试剂氧化、Fenton试剂氧化—活性炭吸附联合技术、活性炭吸附电解氧化联合技术在废水处理中的应用。在Fenton试剂氧化法对LAS模拟废水进行处理研究中,首先采用正交试验设计方法,研究pH、Fe2+投加量、H2O2投加量、反应时间等因素对Fenton试剂催化氧化效果影响的显著性,不同设计方案,4个因素影响的显著性不同,总的来说,pH的的影响最大、FeSO4用量和H2O2投加量影响相当、反应时间的影响最少;单因素水平试验研究表明,对COD浓度为500mg/L的LAS模拟废水,最佳操作条件为pH=3.0、H2O2(30%)投加量为2mL/L、FeSO4(1mol/L)投加量为4mL/L、反应时间60min,其处理后出水COD降至100mg/L以下,COD去除率大于80%;试验还研究了无机离子对Fenton试剂催化氧化效率的影响,结果表明,Fe3+有明显的促进作用、C1存在明显的抑制作用。在Fenton试剂氧化法—活性炭吸附联合技术对LAS模拟废水进行处理研究中,主要考察了活性炭单独吸附和联合技术的处理效果。结果表明,联合技术能够有效的提高Fenton试剂氧化或活性炭吸附的单独处理效果,Fenton、GAC和Fenton-GAC技术处理COD浓度为500mg/L的LAS模拟废水的平均COD去除率分别为68%、55%和85%;在联合技术操作上,先投加活性炭进行吸附再加入Fenton试剂进行氧化的效果最佳;当处理费用为4元/m3废水时,PAC—Fenton技术对废水的处理效果为82.0%,而Fenton、PAC的单独处理效果仅为74.6%、57.2%。在吸附电解技术对低污染废水处理研究中,试验考察了颗粒粒径、水力停留时间、电流密度对处理效果的影响,结果表明,当停留时间为4.5min、粒径2.5~4.0mm、电流密度75A/m2时,吸附电解技术对低浓度废水处理效果较佳;活性炭的电化学再生属于复极性三维电解体系,电化学再生活性炭是由于活性炭颗粒上的物质在电场的作用下发生氧化还原反应,反应产物从颗粒微孔中脱附,并转移到电解液中,实现活性炭的再生:反应电流是吸附电解处理效果高低的决定性因素。吸附氧化技术处理线路板废水的试验研究表明,Fenton试剂氧化/Fenton试剂氧化—粉末活性炭吸附联合技术可作为线路板废水的预处理技术或主要处理技术,而吸附电解技术对线路板废水的处理排放水的处理效果较差,尚难于应用于该类水的强化处理。吸附氧化技术对废水中有机物的降解机理分析结果表明,颗粒活性炭对污染物的去除主要为物理吸附;单独Fenton技术对污染物的矿化能力较差;Fenton-GAC联合技术提高了Fenton试剂的氧化效率,增加了联合技术对污染物的矿化能力;吸附电解技术的氧化能力不足,使得其难以将污染物氧化成为无机物。总之,本研究的吸附氧化技术可以在废水的常规处理中推广应用,而尚难于在废水强化处理中推广应用。
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