活化过硫酸盐在造纸废水深度处理中的作用与机理研究
本课题主要分为两部分。第一部分以吉林某造纸企业二沉池出水为研究对象,利用亚铁盐活化过硫酸盐对其进行处理,以CODCr和色度的去除率为研究目标,对处理工艺条件进行优化并设计连续实验模拟工厂实际处理以得出对工厂实际应用更直接有价值的参考。通过单因素实验和正交实验得到PS用量、亚铁用量、初始pH和反应时间这四因素对亚铁活化过硫酸钠法处理造纸废水的色度和CODcr的去除影响主次顺序略有不同:影响色度去除率的主次顺序为Na2S2O8用量>FeSO4·7H2O用量>pH>反应时间,影响CODCr去除率的主次顺序为Na2S2O用量>FeSO4·7H2O用量>反应时间>pH。优化后的工艺条件为:过硫酸钠用量436 mg/L,七水合硫酸亚铁用量654mg/L,pH为中性（不调节）,连续反应11 h后达到稳定,上清液CODCr去除率可达86%以上,色度去除率可达97%,处理后含盐量可较Fenton法降低22%,达到国家造纸工业废水一级排放标准。通过对处理后混匀水样总体TOC测定得出该过程除了氧化作用外,还有絮凝沉降的较大贡献,利用絮凝剂用量实验以及废水电荷密度的变化,得出过硫酸盐对提高水体有机污染物絮凝效果方面有一定作用。由GC-MS检测结果可知:经过活化过硫酸盐处理后,废水中烷烃类物质相对含量明显增加,表明污染物得到了有效的氧化降解。经红外光谱进一步表征证明:造纸二沉池出水经处理后芳香族化合物被破坏,有机物的碳链被切断变短,醇、酚、醛类物质增多,醌类物质沉降聚集于沉淀物中,含氮杂环化合物略有降解。对比亚铁-过硫酸盐法与芬顿法各项处理指标与处理效果可得,亚铁-过硫酸盐法在处理效果以及经济成本上有明显优势,具有实际应用前景。第二部分选用具有代表性且对造纸废水中色度贡献较大的天然发色物:愈创木酚为模型物,通过热活化探究过硫酸盐对造纸废水的典型污染物作用机理。通过愈创木酚去除率、FTIR、GC-MS表征得到愈创木酚的可能降解途径是:愈创木酚受到强氧化性的硫酸自由基的攻击后,首先是愈创木酚的苯环被断键开环,酚羟基成为醇羟基,接着逐渐被氧化为醛基,再逐步被氧化为羧基,进而被彻底氧化。但这一过程中要达到完全矿化比较难,而更多的是对废水可絮凝性能的提高。
- 作者：
- 解玉佳
- 学位授予单位：
- 天津科技大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2020年
- 导师姓名：
- 李群
- 中图分类号：
- X793
- 关键词：
- 造纸废水；过硫酸盐；深度氧化；可絮凝性能；愈创木酚
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