炼化污水回用膜浓水处理技术研究

【摘要】：随着国家对节能降耗、节水减排政策的大力倡导,越来越多的炼化企业把污水“零排放”做为污水处理的最终目标,污水回用成为实现污水“零排放”的重要措施之一。膜分离技术是实现炼化企业污水回用的有效方法,但膜分离技术在处理污水得以回用的同时产生了部分浓水,需要进一步处理才能达标排放。本文以青岛某炼化公司污水回用环节产生的反渗透浓水为研究对象,探究以下方法对膜浓水的处理效果。采用Fenton试剂处理反渗透浓水,在单因素实验的基础上,应用响应面法分析表明H2O_2投加量、FeSO4·7H2O投加量、初始p H和浓水COD去除率之间建立的数学模型回归效果显著。反应最佳条件组合是H2O_2投加量0.66mL/L,初始p H值3.01,FeSO4·7H2O投加量2.45g/L,反应时间1.5h、H2O_2分三次投加,在此条件下COD去除率为59.96%,脱色率为73.41%。UV/Fenton对浓水的处理效果明显高于Fenton试剂法。采用悬浮态TiO_2光催化氧化法处理反渗透浓水,在单因素实验的基础上,应用响应面法分析表明初始pH、H2O_2投加量、TiO_2投加量和曝气量与COD去除率之间的数学模型回归效果显著。反应最佳组合条件是500W汞灯照射,初始p H值3.92,TiO_2投加量0.71g/L,H2O_2投加量0.95ml/L,曝气量0.68L/min,反应时间2h,在此条件下COD去除率为94.79%,脱色率为98.34%,处理后出水可达《山东省半岛流域水污染物综合排放标准》一级排放标准。以13X分子筛为载体,采用粉体烧结法制备复合催化剂。将2g分子筛加入0.4 gTiO_2的悬浊液中,在煅烧温度为500℃,煅烧时间为2.5h的条件下制备TiO_2/分子筛,将复合催化剂加入到250mL浓水中,经处理后COD去除率为89.36%,脱色率为98.69%,TiO_2/分子筛重复使用后催化活性下降速度较快,不适合重复利用。以60-80目的活性炭颗粒为载体,采用溶胶-凝胶法制备复合催化剂。在煅烧温度为500℃,煅烧时间为2h的条件下制备TiO_2/AC,向250mL浓水中加入浓度为1.4 g/L的TiO_2/AC,经处理后COD去除率为82.59%,脱色率为93.20%,TiO_2/AC催化剂五次使用后仍表现出较高的催化活性。 【关键词】：炼化企业污水回用 膜浓水 Fenton试剂 TiO_2光催化氧化
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X742
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 前言9-22
• 1.1 课题研究背景9-11
• 1.1.1 水资源概况9-10
• 1.1.2 炼化企业用水及污水回用概况10-11
• 1.2 反渗透技术在水处理中的应用11-14
• 1.2.1 反渗透的原理11-12
• 1.2.2 反渗透技术在炼化污水回用中的应用12-14
• 1.3 炼化企业污水回用反渗透浓水概述14-15
• 1.3.1 反渗透浓水的产生及性质14
• 1.3.2 反渗透浓水的处理现状14-15
• 1.4 Fenton试剂法15-17
• 1.4.1 Fenton试剂法的基本原理16
• 1.4.2 Fenton试剂法在水处理中的应用16-17
• 1.5 TiO_2光催化氧化法17-20
• 1.5.1 TiO_2光催化氧化法的基本原理17-18
• 1.5.2 TiO_2光催化氧化法的在水处理中的应用18-20
• 1.6 课题研究目标、内容及意义20-22
• 1.6.1 课题研究的目标20
• 1.6.2 课题研究的内容20
• 1.6.3 课题研究的意义20-22
• 第二章 Fenton试剂处理炼化污水回用膜浓水22-35
• 2.1 实验部分22-24
• 2.1.1 实验仪器与药品22-23
• 2.1.2 实验方法23-24
• 2.2 实验结果与讨论24-34
• 2.2.1 炼化污水回用膜浓水水质分析24-25
• 2.2.2 单因素实验结果与讨论25-30
• 2.2.3 响应面优化Fenton试剂处理炼化企业污水回用膜浓水30-34
• 2.3 小结34-35
• 第三章 悬浮态TiO_2光催化处理炼化污水回用膜浓水35-50
• 3.1 实验部分35-36
• 3.1.1 实验仪器与药品35
• 3.1.2 实验方法35-36
• 3.2 实验结果与讨论36-49
• 3.2.1 单因素实验结果与讨论36-42
• 3.2.3 响应面优化悬浮态TiO_2光催化处理炼化企业污水回用膜浓水42-49
• 3.3 小结49-50
• 第四章 分子筛负载TiO_2光催化处理炼化污水回用膜浓水50-56
• 4.1 实验部分50-51
• 4.1.1 实验仪器与药品50
• 4.1.2 实验方法50-51
• 4.2 实验结果与讨论51-55
• 4.2.1 煅烧温度对TiO_2/分子筛催化活性的影响51-52
• 4.2.2 煅烧时间对TiO_2/分子筛催化活性的影响52-53
• 4.2.3 TiO_2与分子筛质量比对TiO_2/分子筛催化活性的影响53-54
• 4.2.4 TiO_2/分子筛的使用次数54
• 4.2.5 TiO_2/分子筛的SEM分析54-55
• 4.3 小结55-56
• 第五章 TiO_2/AC光催化处理炼化污水回用膜浓水56-64
• 5.1 实验部分56-58
• 5.1.1 实验仪器与药品56
• 5.1.2 实验方法56-58
• 5.2 实验结果与讨论58-63
• 5.2.1 活性炭粒度对TiO_2/AC催化活性的影响58-59
• 5.2.2 煅烧温度对TiO_2/AC催化活性的影响59-60
• 5.2.3 煅烧时间对TiO_2/AC催化活性的影响60
• 5.2.4 TiO_2/AC投加量对处理效果的影响60-61
• 5.2.5 TiO_2/AC的使用次数61-62
• 5.2.6 TiO_2/AC的SEM分析62-63
• 5.3 小结63-64
• 第六章 结论与建议64-66
• 6.1 结论64-65
• 6.2 下一步建议65-66
• 参考文献66-72
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果72-73
• 附录73-74
• 致谢74

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