基本信息
- 項目名稱：
- H2O2、Fenton試劑與活性炭聯(lián)用對COD去除效果的對比試驗研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 我國是世界上13個貧水國之一，每年因缺水造成的經(jīng)濟損失達1200億元。在水資源短缺情況下，城市污水經(jīng)過處理達到二級排放標準后排放是一種資源浪費。為了開發(fā)出高效、低成本的技術(shù)上安全、先進，經(jīng)濟上合理、可行的污水深度處理新工藝，以實現(xiàn)污水資源化回用，本試驗對高級氧化和高效吸附技術(shù)進行了聯(lián)用，采用H2O2、Fenton試劑與活性炭聯(lián)用對COD進行去除的對比試驗研究，探討反應(yīng)的最佳條件，并進行經(jīng)濟性比較。
- 詳細介紹：
- 為降低污水深度處理的成本、并獲取好的、安全的出水水質(zhì)，以達到污水資源化回用的目的，本課題主要研究探索多種處理方法的聯(lián)合處理的新工藝以及采用Fenton高級氧化的消毒新技術(shù)，以達到技術(shù)上安全、先進、經(jīng)濟上合理、可行并確定相應(yīng)工藝的設(shè)計、技術(shù)參數(shù)。 根據(jù)回用水的水質(zhì)要求以及二級出水中要去除的主要污染物，提出幾種處理新工藝： 1）生物濾池與高級氧化技術(shù)聯(lián)合的新工藝； 2）生物濾池與高效吸附技術(shù)聯(lián)合的新工藝； 3）生物濾池、高效吸附技術(shù)與高級氧化技術(shù)聯(lián)合的新工藝。 對不同方案進行實驗室交叉模擬研究，揭示污水深度處理的組合新工藝的凈化機理，開創(chuàng)一種高效、節(jié)能、低耗、占地少的技術(shù)上安全、先進，經(jīng)濟上合理、可行的適合我國國情的污水資源化利用新工藝；以阜新市清源污水處理廠為試驗示范基地進行中型試驗研究以確定最佳設(shè)計參數(shù)（如BOD、N、P負荷等、反應(yīng)時間、濾料種類、粒徑、高度、吸附劑種類、Fenton試劑投加量等）和運行參數(shù)（如水量、水質(zhì)、溫度、PH值、反沖洗周期、吸附周期、Fenton試劑投加位置等）；為實現(xiàn)我國“十一五”規(guī)劃提出的污水回用率提供理論依據(jù)和技術(shù)保證；并解決目前我國污水資源化存在的技術(shù)問題和認識問題，使各缺水城市大力開發(fā)利用污水資源，解決城市水資源危機，并使水資源實現(xiàn)良性社會循環(huán)。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 撰寫目的：解決水資源短缺的唯一路徑是“開源節(jié)流”，以城市污水為處理對象，開發(fā)出高效、低成本的技術(shù)上安全、先進，經(jīng)濟上合理、可行的污水深度處理新工藝，以實現(xiàn)污水資源化回用 基本思路：通過調(diào)研、查閱相關(guān)資料，針對城市污水的二級處理出水中較難處理的COD，采用高級氧化和高效吸附聯(lián)用技術(shù)進行試驗研究，并進行技術(shù)經(jīng)濟比較分析，以開創(chuàng)一種新型、高效、低成本的污水深度處理新工藝。
科學性、先進性及獨特之處
- 本實驗是根據(jù)有機物COD可被氧化和吸附的原理提出的，并且采用了水處理領(lǐng)域先進的高級氧化劑H2O。2、Fenton試劑和高效吸附劑活性炭進行聯(lián)用來處理COD，具有科學性和先進性，獨特之處在于：發(fā)揮高級氧化和高效吸附聯(lián)用的協(xié)同作用來處理COD，并進行定量化研究和技術(shù)經(jīng)濟比較分析。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 本試驗開發(fā)出的新型Fenton試劑-活性炭聯(lián)用技術(shù)具有對COD去除率高、成本低、反應(yīng)時間短、條件溫和等優(yōu)點，是處理二級出水COD更高效、低耗的方法，具有實際應(yīng)用價值，值得大力推廣應(yīng)用。 城市污水經(jīng)過深度處理后可實現(xiàn)資源化回用，既節(jié)約水資源，緩解水危機，又可大大減輕對環(huán)境的污染，具有重要現(xiàn)實意義。
學術(shù)論文摘要
- 為了開發(fā)高效低成本、達到回用水質(zhì)標準污水處理工藝，本試驗采用H2O2、芬頓試劑與活性炭聯(lián)用對COD進行去除的對比試驗研究。結(jié)果表明，在室溫下200mL水樣，當pH 3，震蕩強度150rpm時，芬頓試劑—活性炭聯(lián)用較H2O2—活性炭，活性炭少200mg，時間縮短10h，COD去除率高17.6%。揭示了芬頓試劑—活性炭聯(lián)用反應(yīng)機理：Fe2+與活性炭共同催化分解H2O2生成大量?OH，能快速氧化降解有機物，使COD濃度迅速降低。從工程應(yīng)用角度和技術(shù)經(jīng)濟方面考慮，芬頓試劑—活性炭聯(lián)用pH值在5～7適宜；且處理成本更低。芬頓試劑—活性炭聯(lián)用是處理二級出水COD高效、低耗的方法，值得進一步研究和推廣應(yīng)用。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- [1]陳志愷.中國水資源的可持續(xù)利用[C].中國水利學會2001學術(shù)年會論文集，2001：110-113. [2]李學強，無道吉，孫偉等.用臭氧/過濾/活性炭工藝深度處理污水廠二級出水[J].中國給水排水，2009，25(15)：73-75. [3]楊開林.微波+Fenton試劑+活性炭處理鄰苯二甲酸酯的研究[D]. 重慶大學, 2006 .
同類課題研究水平概述
- H2O2與活性炭聯(lián)用： H2O2與活性炭聯(lián)用不僅發(fā)揮了H2O2的氧化作用和活性炭的吸附作用，而且活性炭對H2O2有催化氧化的作用，在反應(yīng)過程中產(chǎn)生了有強氧化性的?OH，而?OH 可以無選擇地把大分子難降解有機物氧化降解成低毒或無毒的小分子物質(zhì), 有利于活性炭的吸附。近年來，對H2O2與活性炭聯(lián)用于工業(yè)廢水研究的比較多。例如，魯俊東對深度處理DSD酸廢水的研究中，活性炭-H2O2組合技術(shù)處理DSD酸廢水比單純的活性炭吸附以及H2O2氧化要好的多。 H2O2與活性炭聯(lián)用提高了H2O2的利用率，所以該組合工藝處理微污染水源水，垃圾滲濾液及多種含難降解有機物廢水時具有良好的效果。而從高效、低耗、環(huán)境友好的角度，采用綠色強氧化劑- H2O2、Fenton試劑與易再生的高效吸附劑-活性炭聯(lián)用去除二級出水中的COD的研究較少。 Fenton試劑法與活性炭聯(lián)用： Fenton試劑法是指H2O2在Fe2+的催化作用下分解產(chǎn)生?OH的一種氧化技術(shù)。Fenton試劑高級氧化法己成功用于含酚廢水、垃圾滲濾液、農(nóng)藥廢水等多種廢水的處理。Fenton試劑法與活性炭聯(lián)用時，活性炭不僅具有吸附能力，而且活性炭具有較強的催化作用，使H2O2能在其表面分解放出原子態(tài)氧或生成?OH。這是因為在酸性或堿性環(huán)境中，活性炭表面的酸性或堿性基團的催化活性均能得到加強，這使得Fenton試劑與活性炭的協(xié)同作用，比單獨使用Fenton試劑具有更廣闊的pH值適用范圍。伏廣龍在Fenton試劑與活性炭協(xié)同處理含酚廢水的研究中發(fā)現(xiàn)：最佳處理條件下COD去除率為85.37%。 Fenton試劑與活性炭聯(lián)用工藝在處理難降解有機廢水中得到了廣泛的應(yīng)用，但用Fenton試劑與活性炭聯(lián)用去除二級出水中COD研究較少。 UV/Fenton試劑法+活性炭聯(lián)用： UV/Fenton試劑法對H2O2具有較高的利用率，同時由于紫外光和亞鐵離子對H2O2催化分解存在協(xié)同效應(yīng)，可使有機物礦化更充分。任秉雄，嚴寶珍等人對UV/Fenton試劑法與活性炭組合處理微污染水源水做了實驗研究，研究表明，UV/Fenton試劑法+活性炭聯(lián)用比單純UV/Fenton試劑法對CODMn降解更有效，但UV/Fenton試劑法+活性炭聯(lián)用制水成本較高，限制了其推廣應(yīng)用。
