摘 要

随着我国工业化进程的不断加快，以及城镇化的不断推进，大量工业废水和生活污水排入水体，污染现象越来越严重，甚至出现黑臭现象。水体黑臭使得水体生态系统遭受严重破坏，同时居民的生活和健康受到严重影响，黑臭水体治理已经成为当前亟待解决的问题。

为给黑臭水体治理提供依据，尤其是为催化剂的开发提供基础，本课题将湖北省武汉市南湖污水在实验室制备的典型黑臭污水作为研究对象，通过单因素和正交实验对催化剂去除黑臭水中硫化氢和氨氮的能力进行研究。

采用控制变量法，依次对H₂O₂投加量、曝气时间、pH、温度等做了单因素实验，考察各因素对COD、氨氮、硫化物去除效率的影响。并进一步通过正交实验确定了在最佳实验条件下，即5% H₂O₂投加量为10ml/L，溶液pH为4，控制温度为30℃，曝气反应时间1h，此时COD、氨氮、硫化物的去除率可达到70%、85%和75%以上。

关键词：黑臭水；催化剂；净化；去除率

Abstract

With the continuous progress of China's industrialization process and the continuous advance of urbanization, a large number of industrial wastewater and domestic sewage discharged into the water. Pollution is more and more serious even black and odor. The black-odor water has caused serious damage to the water ecosystem as the same time the residents' life and health have been seriously affected. How to manage the black-odor water has become the urgent problem.

In order to provide the basis for the treatment of black-odor water, especially for the development of the catalyst, this paper select the typical black-odor water from Nanhu Lake in Wuhan Hubei Province as the research object which is made in laboratory. The removal efficiency of the sulfide and ammonia nitrogen in black water is studied through single factor and orthogonal experiments.

The effects of various factors on the removal efficiency of COD, ammonia and sulfide were investigated by using the control variable method. The effect of H₂O₂ dosage, aeration time, pH and temperature on the removal efficiency of COD, ammonia nitrogen and sulfide was investigated. The optimum reaction conditions were determined by orthogonal experiment。The 5% H₂O₂ dosage was 10ml/L. The solution pH was 4.The control temperature was 30℃ and the aeration reaction time was 1h. The removal rate of COD, ammonia nitrogen and sulfide can reach 70%, 85% and 75% or more.

Key words: black-odor water; catalyst; purification; removal rate

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 黑臭水污染现状 1

1.2 黑臭水体成因及机理 1

1.2.1 黑臭水体成因 1

1.2.2 水体黑臭机理 2

1.3 水体黑臭生态危害 3

1.4 传统黑臭水体治理方法 4

1.5 不同类催化氧化法治理黑臭水污染研究进展 5

1.6 研究课题的意义和技术路线 5

1.6.1 研究课题的目的与意义 5

1.6.2研究课题的主要内容及技术路线 6

第二章 黑臭水水样制备 7

2.1 引言 7

2.2 实验仪器与试剂 7

2.3 实验方法 9

2.3.2 黑臭水水样配方 9

2.3.3 测定方法 9

2.4 实验结果与分析 10

2.4.1 标准曲线的测定 10

2.4.2: 模拟黑臭水水质变化 10

2.5 本章小结 12

第三章 催化剂净化黑臭水效果的研究 13

3.1引言 13

3.2 实验仪器与试剂 13

3.3 实验方法 14

3.4 结果与讨论 15

3.4.1 单因素实验分析 15

3.4.2 正交实验分析 20

3.5 本章小结 21

第四章 结论与存在的问题 23

4.1 结论 23

4.2 存在的问题 23

参考文献 24

致谢 26

第一章 绪论

1.1 黑臭水污染现状

水是人类赖以生存的环境，同时它还是重要的不可再生资源之一，在经济高速发展的今天，人们对水资源的需求也越来越大，在这样的情况下，水污染现象就非常容易产生。中国水资源总量非常丰富，有近2.8万亿立方米，现居世界第6位。但因我国人口基数过大，人均占有量较低，仅为世界人均水资源的五分之一，位列世界第89位^[1]。由此更能凸显我国水资源的短缺，水体重度污染问题就显得十分严重。目前，在众多的水体污染问题中，城市黑臭水体是百姓放映最强烈的问题之一。

随着我国工业化的发展速度不断加快，水体黑臭污染问题越来越严重。海外大部分国家在城市化、工业化的发展进程中，也出现过城市水体污染，甚至黑臭现象。近些年来,我国城镇化和工业化的发展速度不断加快，大部分城市，水体遭受严重污染，甚至出现黑臭水体，且在不断扩张。截至2016年2月，我国有关部门发现黑臭水体1860多个，湖泊、河塘占13.3%，河流占84.6%。从区域分布来看，南、北方地区分别占64.3%和35.7%，总体呈北少南多的趋势。从各省份的黑臭水现状来看，59.6%的黑臭水体存在于山东、广东等经济相对发达和东南沿海区域^[2]。据有关资料显示，上海郊区多条河流已经遭受严重污染，其中苏州河已经黑臭几十年,广州市区的十多条河全部发黑发臭^[3]。此外，武汉市的南湖、南京的秦淮河、常州的大通河、宁波的内河也普遍存在严重黑臭现象。而其它中小城镇和乡村黑臭水体现象更为普遍。在河流被污染的同时,湖泊也经历着同样的命运。我国的三大湖巢湖、太湖、滇池虽一直在治理中，但有关调查显示，三大湖的水污染正在日益严峻^[4]。各项研究调查都在表明,我国的水体污染变得越来越严重，生活用水变得越来越少，而人均需求量却在不断加大，人类正面临着巨大的挑战。

1.2 黑臭水体成因及机理

1.2.1 黑臭水体成因

(1)有机物的污染物厌氧分解

随着人口布局越来越集中，造成各大城市污水处理能力不足，在加上污水处理设施相对落后，并且城市地表水流量较大，使得大量有机污染物排入水体。有机污染物主要包括：碳污染源，如生化需 氧 量BOD和化学需氧量COD ；含氮物，如氨氮和含磷化合物。这些污染源大多来自工业污水以及生活废水中的油脂、糖、蛋白类等有机物，大量的溶解氧被分解消耗，使水中缺氧，厌氧 微 生物繁殖加快，有机物被分解，产生易使水体发黑发臭的物质，从而引起水体黑臭。在水体表面会富集大多数有机污物，形成膜，使得水中物质难以与外界进行交换，加剧水体发臭 发 黑。