Fenton氧化邻、间、对甲酚废水及其过程控制的基础研究.pdf
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1、 独创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得塑皇垦三壅盘堂或其他教育 机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体, 均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果 由本人承担。 学位论文储躲辛粝青 签字眺2 。肛年占月j 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塑耋垦墨猩盘堂有关保留、使用学位论文的规 定。特授权塑皇垦墨猩盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索,
2、并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同 意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 凇姗签名:猫清 槲眦啦年6 月,臼 导师签名:J 司毽缈 签字日期:。上年占月皇日 摘要 _ 一一 摘要 酚类物质作为一种重要的化工原料广泛应用于石油、焦化等行业中。在其中 尤以石油、焦化和煤气行业产生的含酚废水量最大,而且废水的含酚量也很高, 这些废水如若直接排入水体将会造成水体严重污染。F e m o n 试剂法以其反应快速、 高效并且不产生二次污染等优点而广泛应用于废水处理中。 本研究采用F e n t o n 试剂法处理邻、间
3、、对甲酚废水,通过正交实验极差分析 得出F e n t o n 处理邻、间、对甲酚三种废水过程中,H 2 0 2 投加量对反应影响最为显 著,其次是初始p H 值,再者是【H 2 0 2 】【F e S 0 4 7 H 2 0 】比值。实验结果表明:当邻、 间、对甲酚浓度为1 0 0 m g L ,初始p H 值为4 ,H 2 0 2 投加量为1 6 m L L , 【H 2 0 2 】【F e S 0 4 7 H 2 0 】为1 0 :1 时,邻、间、对甲酚三种废水F e n t o n 降解1 2 0 m i n 后 的C O D 去除率分别可达到7 9 9 5 、8 5 4 6 、8 3
4、 0 1 。 实验研究发现当投加F e n t o n 试剂不足时,0 R P 和C O D 降解呈现很好的相关 性关系。当邻、间、对甲酚废水浓度为1 0 0 m g L ,起始p H 为4 , H 2 0 2 】:【F e S 0 4 7 H 2 0 】_ 1 0 :l 时,以O I 强平台期作为分批投加F e n t o n 试剂的投加点 分两次投加5 0 的理论F e n t o n 试剂量,在1 2 0 m i n 后邻、问、对甲酚废水的C O D 去除率可达到8 8 5 4 、9 2 1 7 和8 9 9 7 ,均大于一次性投加1 0 0 的理论F e n t o n 试剂量的C O
5、 D 去除情况。 对邻、间、对甲酚废水的F e n t o n 处理进行了动力学研究:实验结果显示当邻、 间、对甲酚废水初始p H 为4 ,H 2 0 2 投加量为1 6 m “L ,F e S 0 4 7 H 2 0 投加量为 4 3 6 m L ,即【H 2 0 2 】【F e S 0 4 7 H 2 0 卜1 0 :l 时,F e n t o n 试剂催化氧化降解邻、间、对甲 酚废水均符合二级动力学方程,反应过程速率常数大小顺序为问甲酚 对甲酚 邻 甲酚。 最后,进行了F e n t o n 降解邻、间、对甲酚的光谱与色谱研究:当邻、间、对 甲酚废水初始p H 为4 ,H 2 0 2 投
6、加量为1 6 m L L ,F e S 0 4 7 H 2 0 投加量为4 3 6 m L 时, 1 2 0 m i n 后邻、间、对甲酚废水总荧光强度分别由4 0 4 3 0 0a u 、4 3 8 7 0 0a u 和4 1 4 9 0 0 a u 降低到1 2 9 0 0a u 、3 4 8 0a u 和7 4 9 0a u ,同时在降解的过程中三种物质荧光 峰均出现了不同程度的蓝移现象。G C M s 实验显示邻、问、对甲酚在F e n t o n 降解 过程中色谱峰逐渐降低,在F e n t o n 反应1 2 0 m i n 后间甲酚和对甲酚色谱峰均消失, 邻甲酚还存在微弱峰。 。
7、 关键词:邻甲酚;问甲酚;对甲酚;F e n t o n 试剂;0 R P A b S t r a c t A b s t r a c t P h e n o l i cc o m p o u I l d sa sa I li m p o r t a 呲c h e m i c a lr a wm a t e r i a l sa r e 埘d e l yu s e di n p e 仃0 1 e u m ,c o k i n ga I l do t h e ri n d u s t r i e s I np a n i c u l a rp e 缸o l e 啪,c o k i n ga n
8、dg a si n d u s t 巧 p r o d u c e dt l l ea m o u n to fp h e n o l i c 咧e w a t e ra I l dw a s t e w a t e rc o m a i n i n gp h e n o l i sa l s o l l i 曲I fm e 蝴a t e r d i r e c U yd i s c h a r g e dw a t e rb o d y 诚l lr e s u l ti ns e r i o u sp o l l u t i o no f t h ew a t e r F e m o n s
9、 y S t 锄w i t hi t sa d v a n t a g e so ff a s tr e s p o n s e ,h i 曲e 硒c i e n ta n dn o s e c o n d a 巧p 0 1 l u t i o na r e 谢d e l yu s e di nw a s t e w a t e rt r e a t m e n t S t u d y o n D e g r a d a t i o n o fo ,m ,p c r e s o l w a s t e w a t e r b y F e n t o n R e a g e n t P o o
10、r a n a l y s i s o b t a i n e db yo r t h o g o n a l e X p e r i m e n t sd o s a g eo fH 2 0 2i s t h em o s ts i g I l i f i c a n t i m p a c t o nm e r e a c t i o l l , f o l l o w e d b y t h ei n i t i a l p Hv a l u e , a d d i t i o ni s H 2 0 2 】 F e S 0 4 。7 H 2 0 】n ee x p 嘶m 眦lr e s
11、u h ss h o w 胁t :w h e nc o n C e n 仃a t i o no fo m ,p 。c r e s o l i s1 0 0 m g L , t 1 1 e b e g i 皿i n gp H v a l u e i s 4 ,H 2 0 2 d o s a g e i s 1 6 m L L ,F e S 0 4 。7 H 2 0d o s a g ei s 4 3 6 m L ,a n d 【H 2 0 2 】【F e S 0 4 7 H 2 0 】i s 10 :1 C O D r e m o V a le 伍c i e n c yo f o ,m ,p c
12、 r e s 0 1c o u l dr e a c h7 9 9 5 ,8 5 4 6 ,8 3 01 a R e r12 0m i n O R P 锄dC O D d e 孕a d a t i o ns h o w i n gg o o dc o r r e l a t i o nw h e nF e n t o nr e a g e n ti s i n s u m c i e n t W h e nc o n C e n 仃a t i o no f o ,m 驴c r e s o l i s10 0 I I 影L ,也eb e g i I l I l i n gp Hv a l u e
13、 i s 4 ,H 2 0 2 d o s a g e i s 1 6 m 饥,F e S 0 4 7 H 2 0 d o s a g e i s 4 3 6 m g L ,a 1 1 d 【H 2 0 2 F e S 0 4 7 H 2 0 】i s 10 :1 0 R Pp l a t e a uc a l lb eab a t c h d o s i n gF e n t o n ,i nt w od o s i n g5 0 o ft h eF e n t o n r e a g e n t ,o ,m ,p c r e s o lw a s t e w a t e rC O Dr e
14、 m o v 绷e 衔c i e n c yc a l l 陀a c h 8 8 5 4 ,9 2 17 a n d8 9 9 7 a R e rl2 0m i n ,t h e ya r ea 1 1g r e a 钯rt h a no n e t i m ed o s i n g o f10 0 o ft h eF e n t o n r e a g e n t T 1 1 r o u 曲t h es t u d yo nk i n e t i c so fo ,m ,p c r e s o lw a s t e w a t e rb yF e n t o nR e a g e m : 、
15、V h e nc o n c e n 仃a t i o no f o ,m ,p - c r e s o l i s10 0 m L ,m e b e g i l l l l i n gp Hv a l u e i s 4 ,H 2 0 2 d o s a g ei s1 6 m L L ,F e S 0 4 7 H 2 0d o s a g ei s4 3 6 m g L ,a n d 【H 2 0 2 F e S 0 4 7 H 2 0 i s10 :1 D e g r a d a t i o no fo ,m ,p c r e s o lw a s t e w a t e rb yF e
16、 n t o na r ei nl i n ew i t ht h es e c o n d o r d e r e q u a t i o n ,a n dt h er e a c t i o nh a l f - l i f ei so c r e s o l p h e n o l m c r e s 0 1 F i n a U y ,t h r o u g h t h e F e n t o n d e g r a d a t i o n o f o ,m ,p c r e s o ls p e c t r a l a n d c h r o m a t o g r a p h i c
17、 s t u d i e s :w h e nc o n c e n t r a t i o no f o , m ,p c r e s o l i s10 0 m g L ,t h e b e g i n n i n gp H V a l u ei s4 ,H 2 0 2d o s a g ei s 1 6 m L L ,F e S 0 4 7 H 2 0d o s a g ei s4 3 6 m g L ,t h e t o t a lf l u o r e s c e n c ei n t e n s i t yo f o ,m ,p c r e s o lw e r er e d u
18、c e df r o m4 0 4 3 0 0a u ,4 38 7 0 0a u a n d4 1 4 9 0 0 a u t o1 2 9 0 0 a u ,3 4 8 0 a u a n d7 4 9 0 a u ,W h i l et h et h r e es u b s t a n c e s i nt h e A b s t r a c t 一一 d e g r a d a t i o np r o c e s so f t h ef l u o r e s c e n c ep e a ka p p e a r e dw i l hV a r ) ,i n gd e g f e
19、 e so fb l u e s h i R a t i o no ft l l eF e n t o n G C M Se x p e r i m e n t ss h o w e dt h a to ,m ,p - c r e s o lp e a k i nt h e F e n t o nd e 酽a d a t i o np r o c e s sd e c r e a s e d 伊a d u a l l yi nt h eF e n t o nr e a c t i o n m 。c r e s o l a n d p c r e s o lp e a l ( sa r ed i
20、 s a p p e a r m e12 0 m i n ,w h i l eo - c r e s o li sa l s oaw e a kp e a k T l l r e ew a s t e 、v a t e ra r ea l lp r o d u c e dm a i nd e 争a d a t i o np r o d u c t s :2 一p e n t a l l o n ed u r i n gt h ed e g r a d a t i o n o ft h eF e n t o n K 郫r o r d s :0 一c r e s o l ;M - c r e s
21、0 1 ;P c r e s o l ;F e n t o nr e a g e n t ;O R P 目录 一一 目录 摘要I A b s t r a c t I I 第1 章绪论1 1 1 含酚废水概述1 1 1 1 含酚废水的来源1 1 1 2 含酚废水的主要危害1 1 1 3 含酚废水的排放标准及常规处理方法2 1 2 高级氧化法技术概述一3 1 3F e n t o n 氧化技术以及其在废水处理中的应用一6 1 3 1F e n t o n 试剂氧化机理6 1 3 2F e n t o n 试剂反应在废水处理中的应用8 1 3 3 类F e n t o n 试剂法1 0 1 4 研究
22、目的及主要内容l3 第2 章实验材料及方法1 5 2 1 实验装置及实验药品1 5 2 1 1 实验仪器1 5 2 1 2 实验药品1 5 2 2 理论投加量计算1 6 2 3 实验方案1 7 2 3 1 邻、间、对甲酚的影响因素实验1 7 2 3 2O R P 用于控制F e n t o n 反应分批投加的可行性实验研究18 2 3 3 邻、间、对甲酚反应动力学及反应过程中的色谱光谱研究1 8 2 4 分析测试方法1 8 2 4 1C O D 去除率的测定方法18 2 4 2O R P 的测定19 2 4 3 三维荧光光谱分析疗法1 9 2 4 4G C M S 分析方法19 目录 第3 章
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- Fenton 氧化 甲酚 废水 及其 过程 控制 基础 研究
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