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基本信息

項(xiàng)目名稱(chēng)：
H2O2、Fenton試劑與活性炭聯(lián)用對(duì)COD去除效果的對(duì)比試驗(yàn)研究
小類(lèi)：
能源化工
簡(jiǎn)介：
我國(guó)是世界上13個(gè)貧水國(guó)之一，每年因缺水造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1200億元。在水資源短缺情況下，城市污水經(jīng)過(guò)處理達(dá)到二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)后排放是一種資源浪費(fèi)。為了開(kāi)發(fā)出高效、低成本的技術(shù)上安全、先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理、可行的污水深度處理新工藝，以實(shí)現(xiàn)污水資源化回用，本試驗(yàn)對(duì)高級(jí)氧化和高效吸附技術(shù)進(jìn)行了聯(lián)用，采用H2O2、Fenton試劑與活性炭聯(lián)用對(duì)COD進(jìn)行去除的對(duì)比試驗(yàn)研究，探討反應(yīng)的最佳條件，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較。
詳細(xì)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(dá)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(jí)氧化的消毒新技術(shù)，以達(dá)到技術(shù)上安全、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、可行并確定相應(yīng)工藝的設(shè)計(jì)、技術(shù)參數(shù)。 根據(jù)回用水的水質(zhì)要求以及二級(jí)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(jí)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(jí)氧化技術(shù)聯(lián)合的新工藝。 對(duì)不同方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(jī)理，開(kāi)創(chuàng)一種高效、節(jié)能、低耗、占地少的技術(shù)上安全、先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理、可行的適合我國(guó)國(guó)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(yàn)示范基地進(jìn)行中型試驗(yàn)研究以確定最佳設(shè)計(jì)參數(shù)（如BOD、N、P負(fù)荷等、反應(yīng)時(shí)間、濾料種類(lèi)、粒徑、高度、吸附劑種類(lèi)、Fenton試劑投加量等）和運(yùn)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(shí)現(xiàn)我國(guó)“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(guó)污水資源化存在的技術(shù)問(wèn)題和認(rèn)識(shí)問(wèn)題，使各缺水城市大力開(kāi)發(fā)利用污水資源，解決城市水資源危機(jī)，并使水資源實(shí)現(xiàn)良性社會(huì)循環(huán)。

作品圖片

  • H2O2、Fenton試劑與活性炭聯(lián)用對(duì)COD去除效果的對(duì)比試驗(yàn)研究
  • H2O2、Fenton試劑與活性炭聯(lián)用對(duì)COD去除效果的對(duì)比試驗(yàn)研究
  • H2O2、Fenton試劑與活性炭聯(lián)用對(duì)COD去除效果的對(duì)比試驗(yàn)研究

作品專(zhuān)業(yè)信息

撰寫(xiě)目的和基本思路

撰寫(xiě)目的：解決水資源短缺的唯一路徑是“開(kāi)源節(jié)流”，以城市污水為處理對(duì)象，開(kāi)發(fā)出高效、低成本的技術(shù)上安全、先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理、可行的污水深度處理新工藝，以實(shí)現(xiàn)污水資源化回用 基本思路：通過(guò)調(diào)研、查閱相關(guān)資料，針對(duì)城市污水的二級(jí)處理出水中較難處理的COD，采用高級(jí)氧化和高效吸附聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)研究，并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析，以開(kāi)創(chuàng)一種新型、高效、低成本的污水深度處理新工藝。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)有機(jī)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(jìn)的高級(jí)氧化劑H2O。2、Fenton試劑和高效吸附劑活性炭進(jìn)行聯(lián)用來(lái)處理COD，具有科學(xué)性和先進(jìn)性，獨(dú)特之處在于：發(fā)揮高級(jí)氧化和高效吸附聯(lián)用的協(xié)同作用來(lái)處理COD，并進(jìn)行定量化研究和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

本試驗(yàn)開(kāi)發(fā)出的新型Fenton試劑-活性炭聯(lián)用技術(shù)具有對(duì)COD去除率高、成本低、反應(yīng)時(shí)間短、條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，是處理二級(jí)出水COD更高效、低耗的方法，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，值得大力推廣應(yīng)用。 城市污水經(jīng)過(guò)深度處理后可實(shí)現(xiàn)資源化回用，既節(jié)約水資源，緩解水危機(jī)，又可大大減輕對(duì)環(huán)境的污染，具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

學(xué)術(shù)論文摘要

為了開(kāi)發(fā)高效低成本、達(dá)到回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)污水處理工藝，本試驗(yàn)采用H2O2、芬頓試劑與活性炭聯(lián)用對(duì)COD進(jìn)行去除的對(duì)比試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，在室溫下200mL水樣，當(dāng)pH 3，震蕩強(qiáng)度150rpm時(shí)，芬頓試劑—活性炭聯(lián)用較H2O2—活性炭，活性炭少200mg，時(shí)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(jī)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(jī)物，使COD濃度迅速降低。從工程應(yīng)用角度和技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(jí)出水COD高效、低耗的方法，值得進(jìn)一步研究和推廣應(yīng)用。

獲獎(jiǎng)情況

無(wú)

鑒定結(jié)果

無(wú)

參考文獻(xiàn)

[1]陳志愷.中國(guó)水資源的可持續(xù)利用[C].中國(guó)水利學(xué)會(huì)2001學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2001：110-113. [2]李學(xué)強(qiáng)，無(wú)道吉，孫偉等.用臭氧/過(guò)濾/活性炭工藝深度處理污水廠二級(jí)出水[J].中國(guó)給水排水，2009，25(15)：73-75. [3]楊開(kāi)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(xué), 2006 .

同類(lèi)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(duì)H2O2有催化氧化的作用，在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生了有強(qiáng)氧化性的?OH，而?OH 可以無(wú)選擇地把大分子難降解有機(jī)物氧化降解成低毒或無(wú)毒的小分子物質(zhì), 有利于活性炭的吸附。近年來(lái)，對(duì)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(duì)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(jī)物廢水時(shí)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(qiáng)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(jí)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(jí)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(shí)，活性炭不僅具有吸附能力，而且活性炭具有較強(qiáng)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?yàn)樵谒嵝曰驂A性環(huán)境中，活性炭表面的酸性或堿性基團(tuán)的催化活性均能得到加強(qiáng)，這使得Fenton試劑與活性炭的協(xié)同作用，比單獨(dú)使用Fenton試劑具有更廣闊的pH值適用范圍。伏廣龍?jiān)贔enton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?xiàng)l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(jī)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(jí)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(duì)H2O2具有較高的利用率，同時(shí)由于紫外光和亞鐵離子對(duì)H2O2催化分解存在協(xié)同效應(yīng)，可使有機(jī)物礦化更充分。任秉雄，嚴(yán)寶珍等人對(duì)UV/Fenton試劑法與活性炭組合處理微污染水源水做了實(shí)驗(yàn)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(duì)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。
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