含酚廢水的吸附、氧化及其組合處理工藝.pdf

1、隨著石油化工、塑料、合成纖維、焦化等工業(yè)的迅速發(fā)展，排向環(huán)境的各類含酚廢水也相應(yīng)增加。由于酚的毒性大，具有致癌、致畸、致突變的潛在性，越來越受到廣大研究人員的高度關(guān)注。清除或降解水中的酚類污染物，不僅涉及水生生物及陸生植物的生長繁殖，更影響人類及陸生動(dòng)物的食品飲水安全，因此，研究含酚廢水的高效處理技術(shù)，對(duì)保護(hù)環(huán)境具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。
　　目前，國內(nèi)外處理含酚廢水的常用方法有物化法、化學(xué)氧化法以及生化法三大類。經(jīng)工業(yè)應(yīng)用證明采用任何

2、單一的方法都有其優(yōu)勢(shì)和局限性，而集幾種方法的優(yōu)點(diǎn)形成一種新的組合工藝用來處理含酚廢水是含酚廢水處理技術(shù)的一種發(fā)展方向。
　　本文是以實(shí)驗(yàn)室模擬含酚廢水為研究對(duì)象，在分別單獨(dú)采用樹脂吸附法處理和Fenton氧化法處理的基礎(chǔ)上，集合吸附與Fenton試劑氧化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，開發(fā)一種吸附-氧化組合聯(lián)用處理含酚廢水的新工藝。同時(shí)，利用三相流化床反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)，研究了反應(yīng)器對(duì)新工藝處理實(shí)驗(yàn)室模擬含酚廢水和實(shí)際工業(yè)廢水的強(qiáng)化作用，分析和探討了處理效

3、果及其影響因素，為這種新工藝的工業(yè)化應(yīng)用提供了理論依據(jù)。本文主要研究結(jié)果如下:
　　(1)考察了三種常用吸附樹脂對(duì)于苯酚吸附性能的影響。比較研究發(fā)現(xiàn)，H-103大孔吸附樹脂性能最優(yōu)。深入地研究了H-103大孔吸附樹脂對(duì)苯酚的吸附性能;系統(tǒng)地考察了苯酚水溶液初始濃度、pH值、反應(yīng)時(shí)間及反應(yīng)溫度對(duì)樹脂吸附性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)苯酚水溶液初始濃度為1000 mg/L時(shí)，樹脂吸附過程在30 min內(nèi)基本達(dá)到平衡，其吸附動(dòng)力學(xué)可用擬二

4、級(jí)動(dòng)力學(xué)模型描述，苯酚在H-103大孔樹脂上的吸附等溫線完全符合Langmuir吸附等溫方程。在25℃的溫度下，其平衡吸附量和Langmuir常數(shù)分別為86.00mg/g和0.2719 L/mg;采用70％(ω)乙醇作為脫附劑，其脫附率可達(dá)94.5％。
　　(2)比較研究了MnO2、KMnO4及Fenton試劑對(duì)苯酚溶液的氧化性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Fenton試劑氧化性能最好。系統(tǒng)地研究了Fenton試劑氧化處理模擬含酚廢水，探討了F

5、e2+初始濃度、摩爾濃度比n(Fe2+)/n(H2O2)、溶液pH值、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)苯酚去除率的影響。確定了其適宜氧化條件為:pH=6，[Fe2+]=3 mmol/L，[H2O2]=80 mmol/L，反應(yīng)溫度為25℃，反應(yīng)時(shí)間為60 min。在此實(shí)驗(yàn)條件下苯酚去除率可達(dá)95％。
　　(3)研究了吸附-氧化組合工藝處理模擬含酚廢水。考察了溶液pH值、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和樹脂固含率等因素對(duì)苯酚去除率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，

6、采用吸附-氧化組合工藝處理模擬含酚廢水其效果明顯優(yōu)于單一的樹脂吸附法和Fenton試劑氧化法。當(dāng)含酚廢水濃度為1000 mg/L，反應(yīng)溫度為25℃、溶液pH=4，[Fe2+]=3 mmol/L，[H2O2]=80 mmol/L，樹脂固含率為1％，反應(yīng)5 min后，苯酚去除率即可達(dá)到98.6％。對(duì)組合工藝除酚的作用機(jī)理進(jìn)行了探討，通過擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了吸附-氧化組合工藝協(xié)同降解苯酚的動(dòng)力學(xué)方程式。Ct=1000-t/(0.001015t-

7、3.1429×10-5)
　　(4)在氣液固三相流化床內(nèi)，分別進(jìn)行了吸附-氧化組合新工藝對(duì)模擬含酚廢水和實(shí)際工業(yè)廢水的處理研究。分析了樹脂顆粒在三相流化床內(nèi)的混合與離析行為，確定了樹脂顆粒實(shí)現(xiàn)完全流態(tài)化的工藝參數(shù);設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)尺寸不同、氣體分布器類型不同的六種流化床反應(yīng)器，比較研究其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)及操作參數(shù)對(duì)苯酚去除效果的影響，從而確定了流化床主要結(jié)構(gòu)參數(shù);在自行設(shè)計(jì)的三相流化床內(nèi)，研究了樹脂顆粒流態(tài)化對(duì)組合工藝除酚效果的強(qiáng)化作用，并

8、系統(tǒng)探討了pH值、H2O2和Fe2+的初始濃度、反應(yīng)時(shí)間、樹脂固含率、通氣量等因素對(duì)苯酚去除率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，樹脂顆粒流態(tài)化能起到強(qiáng)化組合工藝除酚效果的作用。當(dāng)苯酚溶液初始濃度為1000 mg/L、溶液pH=4、反應(yīng)溫度為25℃、通氣量為0.12 m3/h、樹脂固含率為1％、[Fe2+]=3 mmol/L，n(H2O2)/n(F2+)=20∶1的條件下，模擬含酚廢水苯酚去除率達(dá)到了99.6％;在實(shí)際工業(yè)廢水含酚濃度為878 mg/