環(huán)境工程畢業(yè)論文含甲基氯化物廢水的預(yù)處理方法對(duì)比

1、x x 大學(xué)畢業(yè)論文含甲基氯化物廢水的預(yù)處理方法對(duì)比姓 名：_2014年6月25日含甲基氯化物廢水的預(yù)處理方法對(duì)比 摘要：對(duì)比研究了利用濕式氧化法和內(nèi)電解法預(yù)處理有機(jī)磷農(nóng)藥中間體甲基氯化物生產(chǎn)廢水的影響因素及處理效果，結(jié)果表明兩種預(yù)處理方法均可行。濕式氧化法的處理效果稍好，cod、有機(jī)磷、有機(jī)硫的去除率分別達(dá)68.5、65、88，出水bod5/cod上升到0.36，但運(yùn)行成本較高(2.95元/kgcod)；而內(nèi)電解法運(yùn)行成本僅 為濕式氧化法的1/5，對(duì)cod、有機(jī)磷、有機(jī)硫的去除率分別達(dá)到62.43、42.62、68.37出水的bod5/cod上升至0.302。 關(guān)鍵詞：濕式氧化法 內(nèi)電解法

2、預(yù)處理 甲基氯化物廢水 甲基氯化物生產(chǎn)廢水具有鹽度高、有機(jī)硫和有機(jī)磷含量高、ph值高、毒性大以及難生化降解(bod5/cod0.1)等特點(diǎn)1，目前處理這類廢水成為生產(chǎn)有機(jī)磷農(nóng)藥廠家的棘手問題2。1 廢水水質(zhì)試驗(yàn)用水取自湖南南天實(shí)業(yè)股份有限公司甲基氯化物生產(chǎn)車間甲醇回收塔殘液，其水質(zhì)見表1。表1 甲基氯化物生產(chǎn)廢水水質(zhì)水溫()ph值cod(mg/l)有機(jī)磷(mg/l)無機(jī)磷(mg/l)硫化物(mg/l)bod5/codcl-(g/l)90951255 4569 5914082 2590.1071082 試驗(yàn)裝置濕式氧化試驗(yàn)的主體設(shè)備是gcf-0.5型強(qiáng)磁力回轉(zhuǎn)攪拌反應(yīng)釜，配有電加熱爐、攪拌裝置以

3、及溫度和攪拌轉(zhuǎn)速控制器，試驗(yàn)裝置及流程如圖1所示。內(nèi)電解試驗(yàn)采用直徑為50mm、高為700mm的兩個(gè)有機(jī)玻璃圓柱串聯(lián)構(gòu)成鐵炭內(nèi)電解柱，以蠕動(dòng)泵進(jìn)水，裝置見圖2。3 結(jié)果及討論3.1 濕式氧化法1958年zimmerman首次采用濕式氧化法處理造紙黑液，主要影響因素為溫度、氧分壓、反應(yīng)時(shí)間、廢水性質(zhì)、ph值等，本試驗(yàn)綜合處理成本及效果等各項(xiàng)因素考察了反應(yīng)時(shí)間為30120min、進(jìn)水ph值為2.3612.08、溫度為140200以及氧分壓為0.41.8 mpa范圍內(nèi)預(yù) 處理甲基氯化物生產(chǎn)廢水的效果。 濕式氧化法處理甲基氯化物生產(chǎn)廢水分為前期的快速氧化分解和后期的慢速氧化兩個(gè)過程，在3060min內(nèi)

4、(反應(yīng)初期)去除率隨時(shí)間的快速變化；60min后去除率隨時(shí)間增加緩慢，這說明經(jīng)過快速段后易氧化物質(zhì)被氧化，復(fù)雜有機(jī)物已被分解為較難氧化的小分子物質(zhì)，由此確定最佳反應(yīng)時(shí)間為60min左右。 在相同試驗(yàn)條件下，當(dāng)調(diào)節(jié)廢水ph值呈酸性時(shí)預(yù)處理的效果明顯變好，如ph值由12.08調(diào)節(jié)至2.36時(shí)的cod去除率可增加10%左右，對(duì)有機(jī)磷、有機(jī)硫的去除率可增加30%左右，但考慮到后續(xù)生化處理及降低成本的需求，不宜大幅度地調(diào)節(jié)廢水ph值。 在140180范圍內(nèi)隨溫度的增加，cod、有機(jī)磷的去除率增加較快，180以后則增加緩慢；有機(jī)硫的去除率變化較為特殊，在140160之間去除率增加較快，160180之間基本

5、上無變化，180以后又迅速增加，這可能是因?yàn)樵?60180之間大部分 有機(jī)硫化合物只發(fā)生了異構(gòu)化反應(yīng)3，從預(yù)處理的角度來考慮，可選擇反應(yīng)溫度為180。 在氧分壓為0.41.5mpa時(shí)，cod、有機(jī)磷和有機(jī)硫的去除率都隨氧分壓的增高而增大，其中0.4mpa的出水中有許多灰黑色沉淀物，說明氧分壓較低時(shí)cod有很大一部分是以沉淀的形態(tài)離開水相。在氧分壓1.5mpa后，三項(xiàng)指標(biāo)的去除率變化都趨于平緩， 這說明在氧分壓較低時(shí)增大氧分壓可提高氧傳遞速率，使反應(yīng)速率增大，但整個(gè)過程的反 應(yīng)速率并不與氧傳遞速率成正比(在氧分壓較高時(shí)反應(yīng)速率的上升趨于平緩)，故對(duì)于預(yù)處理甲基氯化物生產(chǎn)廢水，可選擇氧分壓為1.5

6、mpa。 廢水經(jīng)濕式氧化預(yù)處理后，可生化性得到一定的提高，當(dāng)氧分壓為1.5mpa、溫度為180、反應(yīng)時(shí)間為60min時(shí)，廢水的bod5/cod值從0.107提高至0.36。從試驗(yàn)可知溫度與氧分壓對(duì)改善可生化性的影響較大，如在溫度為140、氧分壓為0.45mpa時(shí)，可生化性的提高并不明顯。3.2 內(nèi)電解法 鐵炭比的確定取300ml甲基氯化物生產(chǎn)廢水，分別按不同的鐵炭比例加入鐵炭總量30g，緩慢攪拌3h后取水測定的結(jié)果如圖3。由圖3可知，當(dāng)鐵炭比為1時(shí)處理效果位于最低谷，cod的去除率僅為22%，表明此時(shí)鐵屑的電化學(xué)作用和活性炭的還原吸附作用都比較弱。而當(dāng)活性炭量增加時(shí)，由于足夠的活性炭的吸附作用

7、，去除效果明顯好轉(zhuǎn)，如當(dāng)鐵炭比為15時(shí)cod的去除率達(dá)36.4%。因活性炭的吸附作用具有飽和性，當(dāng)?shù)?次使用時(shí)cod的去除率降至25.1%。而當(dāng)鐵量增加時(shí)由于鐵屑的電化學(xué)作用增強(qiáng)而使整個(gè)反應(yīng)的效果也變好，如當(dāng)鐵炭比為2時(shí)去除率較佳，但繼續(xù)增加鐵量時(shí)去除率略為下降，可能是因活性炭量太少使形成的原電池的量大大減少所致，最終確定鐵炭比為2。 反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、進(jìn)水ph值的影響為了探索內(nèi)電解的最佳試驗(yàn)條件，以反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、進(jìn)水ph值為考察因素，以cod去除率為指標(biāo)，按l9(34)正交表進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果用極差分析進(jìn)行主次分析，利用空列作為誤差分析列，試驗(yàn)因素水平見表2，試驗(yàn)結(jié)果見表3，極差分析見表

8、4。表2 試驗(yàn)因素水平類型a時(shí)間(h)b ph值c溫度()d水平1112.08 室溫(28)用于誤差分析水平22650水平33280表3 正交試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)號(hào)abcdcod去除率(%)1113218.62211117.93312332.74122121.95223332.46321233.57131328.88232241.79333153.8表4 極差分析項(xiàng)目abcdk123.123.0726.7330.87k230.6729.2732.131.27k34041.4334.9331.3k416.918.368.20.43由表4中的空列d可看出，此次試驗(yàn)的誤差較小且影響內(nèi)電解處理甲基氯化物生產(chǎn)廢

9、水因素的主次關(guān)系為b、a、c。反應(yīng)溫度對(duì)去除效果的影響相對(duì)較小，隨著溫度的升高去除率有一定的增加，考慮到廢水出塔時(shí)的溫度高達(dá)9095，可考慮廢水在水溫較高時(shí)進(jìn)入鐵炭柱。由表4還可看出，廢水ph值對(duì)去除效果的影響較大，當(dāng)廢水調(diào)節(jié)至強(qiáng)酸性時(shí)，由于酸性水解的促進(jìn)作用去除效果明顯變好，但考慮到水泵以及設(shè)備的防腐要求、加酸的成本等因素，可將廢水調(diào)至微酸性條件下進(jìn)行預(yù)處理。此外，對(duì)反應(yīng)時(shí)間的研究表明：在控制水溫為50、廢水ph值為5.5的條件下，要達(dá)到較好的處理效果，廢水在鐵炭柱中的停留時(shí)間建議為7h左右(試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表5)。表5 反應(yīng)時(shí)間對(duì)處理效果的影響反應(yīng)時(shí)間(h)1.272.533.275.707.3

10、110.5cod去除率(%)30.233.738.940.341.842.1有機(jī)磷去除率(%)4.713.0225.7532.7538.9340.26有機(jī)硫去除率(%)13.227.1339.6246.9149.0651.60bod5/cod0.1700.2510.2700.2940.3200.322絮凝沉淀試驗(yàn)由于內(nèi)電解的電極反應(yīng)生成的fe2+、fe3+都是很好的絮凝劑，它們還能形成各種形式的堿式鹽，也都具有很強(qiáng)的吸附絮凝活性，故在鐵炭柱的出水中投加2g/l的石灰乳(以cao計(jì))，此時(shí)cod的去除率由41.9%上升至62.43%，有機(jī)磷、硫的去除率分別達(dá)到4 2.62%、68.37%，bod

11、5/cod值為0.302。 4 兩種方法的比較 對(duì)兩種方法的比較如表6所示。表6 兩種預(yù)處理方法的對(duì)比項(xiàng)目濕式氧化法內(nèi)電解法預(yù)處理操作條件氧分壓為1.5mpa、不調(diào)節(jié)ph值、反應(yīng)溫度為180 、反應(yīng)時(shí)間為60min反應(yīng)溫度50、ph值為5.5左右、鐵炭比為21、停留時(shí)間為7.3h左右，石灰乳投加量為2g/l處理效果對(duì)cod、有機(jī)磷、有機(jī)硫的去除率分別達(dá)68.5%、65%、88%，bod5/cod值由0.107上升至0.36對(duì)cod、有機(jī)磷、有機(jī)硫的去除率分別達(dá)62.43%、42.62%、68.37%，bod5/cod值由0.107上升至0.302運(yùn)行成本2.95元/kgcod0.62元/kgcod注： 運(yùn)行成本以試驗(yàn)室條件為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。由表6可見，利用濕式氧化和內(nèi)電解兩種方法預(yù)處理甲基氯化物生產(chǎn)廢水都是可行的，廢水經(jīng)預(yù)處理后可生化性都大大提高，為后續(xù)生化處理創(chuàng)造了很好的條件。相比較而言，濕式氧