多元多相电解催化氧化深度处理煤焦油加工废水

【摘要】： 本课题以自制电化学反应器为实验装置,在无隔膜的电极反应器中投加活性炭填充粒子,构成三维电极,对煤焦油加工废水的生化处理出水进行多元多相电解催化氧化深度处理实验。 本文着重考察了流化床三维电极反应器降解降解煤焦油加工废水过程中电解槽电场强度、进水pH值、曝气强度、粒子电极投加量、停留时间等因素对有机物降解效率的影响,对流化床三维电极反应器处理煤焦油加工废水的COD去除率、脱色率、B/C改善进行考察,并对其降解机理进行了初步分析。结果证明:电场强度作为电化学反应的驱动力对反应器运行效果的影响最为显著,1.5V/cm为较为理想的电场强度;进水pH值对反应器的运行效果影响次之,在酸性条件下,反应器处理煤焦油加工废水的电解过程产生的过氧化氢等强氧化剂有利于有机物的氧化降解,实验最佳进水pH值为2;曝气强度30m~3/(m~2·h)为最佳值:活性炭颗粒作为复极性三维电极反应器的第三极对反应器的运行效果有较为显著的影响,增加复极化的活性炭颗粒数量可以提高反应器对煤焦油加工废水的处理效果,实验证明100g/L左右为最佳粒子填充量。随反应器运行时间增加,废水的处理效果增加,考虑电耗成本,认为最佳的运行时间为60min左右。 在最优操作条件下,经流化床三维电极反应器深度处理,实验获得最大COD去除率为70%,脱色率为84%,同时B/C比(BOD_5/CODcr)提高了3倍。生化出水电解处理前后的紫外光谱和液相色谱分析表明,部分化合物被彻底降解,同时电解反应过程中废水组成成分发生改变,有中间产物生成。 此外,在上述实验基础上对该工艺进行均相催化技术耦合,考察了多元多相电解催化氧化的工艺条件。结果证明:在三维电极最优电解条件下,多元多相电解催化氧化中COD:H_2O_2:FeSO_4为5:5:6时具有最佳处理效果,此时FeSO_4投加量为310mg/L,H_2O_2投加量为250mg/L时,多元多相电解催化氧化工艺的COD去除率为86.5%,具有比三维电极更低的电化学能耗和更高的COD去除率及电流效率。对两种工艺做简单成本计算表明多元多相电解催化氧化的顿水处理费用要小于三维电极反应器。

【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：X703