乙?；前匪徕洀U水的預(yù)處理工藝優(yōu)化研究

1、.乙?；前匪徕洀U水的預(yù)處理工藝優(yōu)化研究論文導(dǎo)讀:：圖2鐵炭微電解試驗(yàn)裝置圖。表2微電解及Fenton氧化最佳操作條件。混凝沉淀采用燒杯試驗(yàn)。可作為預(yù)處理工藝改造的最佳方案。論文關(guān)鍵詞：化工廢水，鐵炭微電解，F(xiàn)enton氧化，混凝沉淀，工藝改造江南某化工廠主要生產(chǎn)乙酰磺胺酸鉀（安賽蜜）及其生產(chǎn)原料雙乙烯酮。廠區(qū)廢水主要包括:生產(chǎn)廢水、生活污水及地面沖洗水。目前，生產(chǎn)廢水預(yù)處理工藝采用鐵炭還原化學(xué)氧化為主體工藝。 混入生活污水后二級生化工藝采用厭氧水解好氧生物處理為主體。隨著產(chǎn)品種類的增多及生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，近兩年廢水水質(zhì)波動較大。鐵炭微電解NaClO氧化工藝難以取得很好的處理效果。因此，在原有構(gòu)筑

2、物的基礎(chǔ)上，提出以微電解Fenton高級氧化工藝作為主要預(yù)處理工藝。本研究是在前期實(shí)驗(yàn)室小試的基礎(chǔ)上，研究不同組合方式對廢水的處理效果和工藝的可行性。原有預(yù)處理工藝如圖所示：圖1廢水處理站預(yù)處理工藝流程Fig.1 Process floent station1 試驗(yàn)材料與方法1.1水樣來源試驗(yàn)用水取自該化工廠的污水處理站。生產(chǎn)廢水水量小但水質(zhì)變化較大，廢水中主要含有一些生產(chǎn)中的原輔材料、產(chǎn)品及副產(chǎn)品。具體主要包括：乙酸、乙酸丁酯、磷酸氫銨、硫酸銨、丙酮等畢業(yè)論文格式。目前，生產(chǎn)廢水水質(zhì)具有高COD、高氮、高磷等特點(diǎn)鐵炭微電解，可生化程度低，處理前先與河水進(jìn)行一定比例的稀釋。水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。

3、表1 試驗(yàn)水樣水質(zhì)Table 1 The quality of the ple 項(xiàng)目 濃度(mg/L) 國家標(biāo)準(zhǔn)1） COD 9921539 100 NH3-N 30.974.2 15 TP 13.234.4 0.5 SS 192347 70 1）采用GB 89781996中一級排放標(biāo)準(zhǔn)。1.2試驗(yàn)裝置及方法圖2鐵炭微電解試驗(yàn)裝置圖Fig.2 Schematic diagram of the micro-electrolysisreactor微電解反應(yīng)器為圓柱形塑料桶。Fe/C質(zhì)量比為1.5：1，底部用空氣泵間歇曝氣。鐵屑取自某機(jī)械廠，裝填前由10的NaOH溶液洗10min，去除表面的油脂。然

4、后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5的稀鹽酸溶液洗20 min，最后用蒸餾水沖洗干凈備用?；钚蕴吭谑褂们皩⑵湓趶U水中浸泡，讓其達(dá)到吸附飽和1-3。為了消除Fe2+對COD的影響取樣后調(diào)節(jié)pH到9將Fe2+沉淀，靜置30min取上清液測定COD、TP?；炷恋聿捎脽囼?yàn)。在500 mL燒杯中放入400mL水樣，調(diào)節(jié)pH后用六聯(lián)攪拌器攪拌，在一定攪拌強(qiáng)度下緩慢滴加一定量的絮凝劑和助凝劑。反應(yīng)完畢后靜置30min，取上清液測定COD、TP。1.2.1主要試劑雙氧水（質(zhì)量分?jǐn)?shù)30）、聚合硫酸鐵(PFS)（10）、聚丙烯酰胺（PAM）（1‰）、聚合氯化鋁(PAC)（10）。1.2.2 分析指標(biāo)及方法

5、COD:重鉻酸鉀法；NH3-N:納氏試劑光度法；TP:鉬銻抗分光光度法；pH:酸度計(jì)；SS:重量法；Fe2+:鄰菲啉分光光度法。2 結(jié)果與討論通過靜態(tài)實(shí)驗(yàn)，確定了微電解、Fenton氧化、混凝沉淀工藝單獨(dú)運(yùn)行的最佳操作條件，結(jié)果見表2。表2 微電解及Fenton氧化最佳操作條件Table.2The best operating condition of micro-electrolysis and Fenton oxidation 工藝名稱 反應(yīng)pH 反應(yīng)時(shí)間/min Fe/C(m) 攪拌強(qiáng)度（r/min） H2O2投加量(ml/L) PAM投加量(ml/L) 微電解 2.53 120 1.5

6、：1 Fenton氧化 3.54 40 300 1.5 混凝沉淀 78 5 100 1.5 2.1 原水直接混凝試驗(yàn)長期監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，原水中平均SS在300左右，水樣混濁。所以，考察了直接混凝沉淀法對污染物的去除效果。首先，通過單因素試驗(yàn)確定了各種絮凝劑及助凝劑單獨(dú)投加時(shí)的最佳反應(yīng)參數(shù)。在此基礎(chǔ)上鐵炭微電解，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)4-6。2.1.1 正交試驗(yàn)表3正交實(shí)驗(yàn)因素和水平 因子 水平1 水平2 水平3 水平4 A（PAM類型） 陽 非 B（PFS投加量） 0.5 1.0 1.5 2.0 C（PAM投加量） 1.0 1.5 2.0 2.5 D（攪拌強(qiáng)度） 80 100 120 140 E（攪拌時(shí)間）

7、3 5 7 9 Factorsand levels of orthogonal experimenttable3表4正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果 試驗(yàn)號 A B C D E 出水COD 出水TP 0.5COD+TP 1 陽 0.5 1.0 80 3 917 8.4 466.9 2 陽 1.0 1.5 100 5 841 6.8 427.3 3 陽 1.5 2.0 120 7 973 5.8 492.3 4 陽 2.0 2.5 140 9 964 5 487 5 陽 0.5 1.5 120 9 855 7.8 435.3 6 陽 1.0 1.0 140 7 931 6.8 472.3 7 陽 1.5 2.5 8

8、0 5 1044 6 528 8 陽 2.0 2.0 100 3 921 5.1 465.6 9 非 0.5 2.0 140 5 954 8.1 485.1 10 非 1.0 2.5 120 3 954 7.2 484.2 11 非 1.5 1.0 100 9 907 6.7 460.2 12 非 2.0 1.5 80 7 959 5.6 485.7 13 非 0.5 2.5 100 7 978 8.2 497.2 14 非 1.0 2.0 80 9 1016 7.3 515.3 15 非 1.5 1.5 140 3 921 6.6 467.1 16 非 2.0 1.0 120 5 883 5

9、.7 447.2 K1/4 472 471 462 499 471 K2/4 480 475 454 463 472 K3/4 - 487 490 465 487 K4/4 - 471 499 478 474 R 8 16 45 36 16 Result of orthogonal experimenttable4正交試驗(yàn)結(jié)果表明，各因素對廢水COD、TP處理效果的影響程度依次為：PAM投加量>攪拌強(qiáng)度>PFS投加量反應(yīng)時(shí)間>PAM類型。由試驗(yàn)可得混凝沉淀的最優(yōu)條件：PFS投加量1.0ml/L,陽離子型PAM投加量1.5ml/L，攪拌強(qiáng)度為100r/m

10、in，攪拌時(shí)間為5min。2.1.2 穩(wěn)定性試驗(yàn)圖3 單獨(dú)混凝工藝處理效果穩(wěn)定性分析Fig.3 stability analysis of treatment effect by coagulating process由上圖3可知，單獨(dú)混凝工藝對原水COD、NH3-N、TP的平均去除率分別為16.9%、20.1、59.4，沒有達(dá)到預(yù)期的效果畢業(yè)論文格式。分析原因是由于吸附電中和及捕卷掃作用只能去除膠體態(tài)有機(jī)物，而溶解態(tài)有機(jī)物在預(yù)處理中通過氧化還原而去除；對氨氮的去除效果比較穩(wěn)定，主要是因?yàn)樗械挠袡C(jī)態(tài)氮沒有被氧化為氨氮，混凝沉淀除去了部分顆粒態(tài)氨氮6,7。2.2 H2O2強(qiáng)化鐵炭微電解試驗(yàn)微電

11、解反應(yīng)器中加入雙氧水可形成Fenton試劑，使微電解和Fenton氧化在一個(gè)反應(yīng)器中同步進(jìn)行，從而縮短停留時(shí)間。通過正交試驗(yàn)，對反應(yīng)因素的最佳控制值進(jìn)行考察。2.2.1 正交實(shí)驗(yàn)根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，確定影響去除率的主要因素為pH值、H2O2用量和反應(yīng)時(shí)間。選取各因素水平(見表5)，按照L9(34)進(jìn)行正交試驗(yàn)，每組試驗(yàn)重復(fù)2次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6。表5正交實(shí)驗(yàn)因素和水平Table 5Factorsand levels of orthogonal experiment 水平 A pH值 B H2O2投加量/(ml/L) C 反應(yīng)時(shí)間/(min) 1 2 1 30 2 3 1.5 60 3 4 2 9

12、0 表6正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 6Resultof orthogonal experiment 試驗(yàn)號 PH值 H2O2投加量 反應(yīng)時(shí)間 出水COD 出水TP 綜合評分0.5COD+TP 1 2 1 30 463 7.7 239.2 2 2 1.5 60 439 8.3 227.8 3 2 2 90 364 7.5 189.5 4 3 1 60 454 8.4 235.4 5 3 1.5 90 454 7.5 234.5 6 3 2 30 430 6.7 221.7 7 4 1 90 421 7.5 218 8 4 1.5 30 413 6.7 213.2 9 4 2 60 397 6.5 2

13、05 K1/3 218.8 230.9 224.9 K2/3 230.5 225.2 222.7 K3/3 212.1 205.4 214 R 18.4 25.5 10.9 由表6的極差分析可知,各因素對COD、TP去除率影響的大小為: H2O2投加量> 反應(yīng)pH值>反應(yīng)時(shí)間。在pH為24范圍內(nèi)，H2O2投加量是影響去除率的最大的因素。最佳的試驗(yàn)條件組合為A1B3C3鐵炭微電解，即pH為2，H2O2用量為2mL/L，反應(yīng)時(shí)間為90min。在此條件下，處理后出水COD和TP去除率最高分別為65和68。2.2.2 穩(wěn)定性試驗(yàn)由圖4可知，當(dāng)進(jìn)水COD為12501388mg

14、/L時(shí)，出水COD平均為576 mg/L。H2O2強(qiáng)化微電解工藝對COD、TP的去除率分別為32，69，低于微電解Fenton氧化串聯(lián)運(yùn)行工藝。分析原因一方面是反應(yīng)剛開始Fe2濃度過大，造成羥基自由基復(fù)合幾率增大，使之不能有效與有機(jī)物反應(yīng)；另一方面是微電解和Fenton氧化的適宜pH及反應(yīng)時(shí)間不能各自獨(dú)立，造成Fenton氧化進(jìn)行的不夠充分，導(dǎo)致出水效果不穩(wěn)定8,9。圖4強(qiáng)化鐵炭微電解工藝處理效果穩(wěn)定性分析Fig.4 stabilityanalysis of treatment effect by improvedmicro-electrolysis process2.3各種處理工藝處理效果對

15、比分析微電解/Fenton氧化/混凝聯(lián)合工藝參數(shù)控制按照表2中所述，H2O2強(qiáng)化鐵炭微電解、單獨(dú)混凝工藝參數(shù)按照上述正交試驗(yàn)取得的最佳操作條件控制。連續(xù)15天的處理數(shù)據(jù)如圖5所示。圖5各處理效果穩(wěn)定性分析Fig.5 stability analysis of treatment effect by combined process結(jié)果表明，實(shí)際運(yùn)行工藝預(yù)處理段對COD去除率極不穩(wěn)定，平均為21；單獨(dú)混凝工藝對COD的去除效果也不理想，當(dāng)進(jìn)水COD為13691539mg/L時(shí)，出水COD在10631205mg/L范圍鐵炭微電解，平均去除率為15.1；強(qiáng)化微電解/混凝工藝與單獨(dú)混凝工藝相比，對CO

16、D平均去除率為32，效果穩(wěn)定，處理后出水COD在9001100mg/L范圍內(nèi)；微電解/Fenton氧化/混凝聯(lián)合工藝在這幾種組合工藝中對COD的去除效果最好，平均去除率能達(dá)到55，出水平均COD為577mg/L，可作為預(yù)處理工藝改造的最佳方案。3 預(yù)處理工藝改造及經(jīng)濟(jì)性分析3.1 改造方案四個(gè)月的監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，預(yù)處理段對COD、TP的去除率偏低，分別只有21、38，出水中有機(jī)物、氮、磷濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于后續(xù)處理所能接納的范圍。通過大量實(shí)驗(yàn)室小試試驗(yàn)，提出以下改造方案。在進(jìn)水水質(zhì)COD:9001500mg/L，TP：11530mg/L的條件下，預(yù)期能達(dá)到COD、TP去除率分別為55、90的處理目標(biāo)。圖6預(yù)處理工藝平面圖Table.6 Theplane graph ofpretreatment processes工藝改造說明：1、 因優(yōu)化工藝是在盡量不改變原有處理單元的基礎(chǔ)上提出的，所以整個(gè)預(yù)處理段各個(gè)處理單元所需調(diào)整并不大。其中調(diào)節(jié)池、1沉淀池、2沉淀池不需做任何改變，按照污水處理站操作規(guī)程運(yùn)行。2、 當(dāng)微電解反應(yīng)后出水pH值大于6時(shí)，可在圖6中號點(diǎn)加H2SO4調(diào)節(jié)PH值為4左右，以保證后續(xù)Fenton氧化反應(yīng)的高效進(jìn)行。因出水經(jīng)過1絮凝池時(shí)停留時(shí)間過長鐵炭微電解，F(xiàn)e2+容易被氧化為Fe3+，所以考慮在微電解池與化學(xué)氧化池間直接