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物的食品飲水安全，因此，研究含酚廢水的高效處理技術，對保護環(huán)境具有極大的現(xiàn)實意義。
　　目前，國內(nèi)外處理含酚廢水的常用方法有物化法、化學氧化法以及生化法三大類。經(jīng)工業(yè)應用證明采用任何

2、單一的方法都有其優(yōu)勢和局限性，而集幾種方法的優(yōu)點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的一種發(fā)展方向。
　　本文是以實驗室模擬含酚廢水為研究對象，在分別單獨采用樹脂吸附法處理和Fenton氧化法處理的基礎上，集合吸附與Fenton試劑氧化技術的優(yōu)點，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，利用三相流化床反應器的優(yōu)點，研究了反應器對新工藝處理實驗室模擬含酚廢水和實際工業(yè)廢水的強化作用，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、反應時間及反應溫度對樹脂吸附性能的影響。實驗結(jié)果表明，當苯酚水溶液初始濃度為1000 mg/L時，樹脂吸附過程在30 min內(nèi)基本達到平衡，其吸附動力學可用擬二

4、級動力學模型描述，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94.5％。
　　(2)比較研究了MnO2、KMnO4及Fenton試劑對苯酚溶液的氧化性能，實驗結(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、反應溫度和反應時間等因素對苯酚去除率的影響。確定了其適宜氧化條件為:pH=6，[Fe2+]=3 mmol/L，[H2O2]=80 mmol/L，反應溫度為25℃，反應時間為60 min。在此實驗條件下苯酚去除率可達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、反應溫度、反應時間和樹脂固含率等因素對苯酚去除率的影響。實驗結(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。當含酚廢水濃度為1000 mg/L，反應溫度為25℃、溶液pH=4，[Fe2+]=3 mmol/L，[H2O2]=80 mmol/L，樹脂固含率為1％，反應5 min后，苯酚去除率即可達到98.6％。對組合工藝除酚的作用機理進行了探討，通過擬合實驗數(shù)據(jù)建立了吸附-氧化組合工藝協(xié)同降解苯酚的動力學方程式。Ct=1000-t/(0.001015t-

7、3.1429×10-5)
　　(4)在氣液固三相流化床內(nèi)，分別進行了吸附-氧化組合新工藝對模擬含酚廢水和實際工業(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，確定了樹脂顆粒實現(xiàn)完全流態(tài)化的工藝參數(shù);設計了結(jié)構尺寸不同、氣體分布器類型不同的六種流化床反應器，比較研究其主要結(jié)構參數(shù)及操作參數(shù)對苯酚去除效果的影響，從而確定了流化床主要結(jié)構參數(shù);在自行設計的三相流化床內(nèi)，研究了樹脂顆粒流態(tài)化對組合工藝除酚效果的強化作用，并

8、系統(tǒng)探討了pH值、H2O2和Fe2+的初始濃度、反應時間、樹脂固含率、通氣量等因素對苯酚去除率的影響。實驗結(jié)果表明，樹脂顆粒流態(tài)化能起到強化組合工藝除酚效果的作用。當苯酚溶液初始濃度為1000 mg/L、溶液pH=4、反應溫度為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到了99.6％;在實際工業(yè)廢水含酚濃度為878 mg/