论文总字数：18217字

摘 要

苯酚废水是一种比较典型，排放量和危害都较大的化工废水。在我国的水污染控制中，苯酚废水被列为重点治理的废水之一。而且，苯酚方便购买，苯酚废水的配制方法简单，它的COD值和一般的化工废水相近，具有代表性，所以，本论文的化工废水选择模拟苯酚废水。处理苯酚废水常见的方法有很多，本论文选择的是非均相芬顿试剂氧化法。本试验的主要研究工作如下：

1、用水热法制备三种不同配比的Fe₂O₃/SiO₂非均相芬顿催化剂，分别是：4.17g七水合硫酸亚铁 4.17g二氧化硅制备的催化剂；6.255g七水合硫酸亚铁 12.51g二氧化硅制备的催化剂；12.51g七水合硫酸亚铁 6.255g二氧化硅制备的催化剂。

2、对第一种催化剂进行单因素试验，探讨各因素对模拟苯酚废水（560mg/L）COD去除率的影响。结果显示：当pH=4，H202=0.7mL，催化剂=0.4g，反应温度=30℃，反应时间=3h时，COD的去除效果最好，去除率在50%左右。

3、用三种不同配比的催化剂做正交试验，得出最优方案：第一种催化剂A₃B₅C₃D₂E₃；第二种催化剂A₃B₂C₁D₄E₃；第三种催化剂A₄B₃C₄D₃E₁（A:pH,B:H₂O₂,C:催化剂，D:温度E:时间）。在最优条件下，考察出对模拟苯酚废水COD去除效果最好的是第一种催化剂，去除率为59.46%。

关键词：非均相芬顿；水热法；苯酚；Fe₂O₃/SiO₂；COD；

Abstract

Phenol is a typical waste water, emissions and hazardous chemical waste are larger.In the control of water pollution in our country, the phenol wastewater is listed as one of the key treatment of wastewater.And，phenol is easy to buy,the preparation method of phenol wastewater is simple,its COD value is similar to that of general chemical industry waste water,have representative.So,in this paper, the chemical industry wastewater was chosen to simulate the phenol wastewater.There are many common methods for treating phenol wastewater,this thesis is to choose the heterogeneous Fenton reagent oxidation method.The main research work of this study is as follows:

1.hydrothermal method by three different proportions of Fe2O3/SiO2 a heterogeneous Fenton catalyst, it is respectively: seven 4.17g hydrated sulfate ferrous 4.17g silica preparation catalyst; catalyst 6.255g seven hydrated sulfate ferrous 12.51g silica preparation; 12.51g seven hydrated sulfate ferrous 6.255g silica was prepared catalyst.
2. The first catalyst by single factor experiment, to explore the various factors on the removal rate of COD of simulated wastewater containing phenol (560mg/L). Results showed that when pH = 4, H202=0.7mL, catalyst =0.4g, reaction temperature of 30 DEG C, reaction time is3h, COD removal effect best, removal rate of about 50%.
3.do the orthogonal experiment with three different ratio of catalyst, the optimal scheme is obtained: the first catalyst A3B5C3D2E3; a second catalyst A3B2C1D4E3; the three catalyst A4B3C4D3E1 (A:pH, B:H2O2, C: catalyst. D: temperature e: time). Under optimal conditions, study out of simulated phenol wastewater COD removal of the best is the first catalyst removal rate was 59.46%.
Key words: heterogeneous Fenton; hydrothermal method; phenol; Fe2O3/SiO2; COD;

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1化工废水污染现状及主要危害 1

1.2化工废水的常用处理技术 1

1.2.1 A/O法 1

1.2.2 浮选法 1

1.2.3 混凝法 2

1.2.4 水解酸化法 2

1.2.5 非均相芬顿法 2

1.3催化剂的制备方法 3

1.3.1共沉淀法 3

1.3.2水热法 3

1.4论文研究主要内容及意义 3

1.4.1主要研究内容 3

1.4.2研究意义 4

第二章 实验仪器、试剂与分析方法 5

2.1实验仪器 5

2.2实验药品及试剂配制方法 5

2.2.1实验药品 5

2.2.2实验试剂及模拟废水的配制方法 6

2.3 COD的测定 6

2.3.1实验原理 6

2.3.2实验步骤 7

第三章 Fe2O3/SiO2催化剂的制备 8

3.1实验方法 8

3.2制备催化剂的注意事项 8

第四章 非均相芬顿法处理工业废水影响因素研究 9

4.1实验方法 9

4.2结果与讨论 9

4.2.1 pH值对COD去除率的影响 9

4.2.2 H₂O₂投加量对COD去除率的影响 10

4.2.3催化剂投加量对COD去除率的影响 11

4.2.4反应温度对COD去除率的影响 11

4.2.5反应时间对COD去除率的影响 12

第五章 正交试验 14

5.1制定因素水平表 14

5.2正交试验结果 14

5.2.1第一种催化剂的正交试验结果 15

5.2.2第二种催化剂的正交试验结果 16

5.2.3第三种催化剂的正交试验结果 17

5.2.4判断效果最好的一种催化剂 18

5.3正交试验注意事项 18

第六章 结论与展望 19

6.1结论 19

6.2展望 19

参考文献 20

致 谢 22

第一章 绪 论

1.1化工废水污染现状及主要危害

水作为人类生活和生产活动不可或缺和不可取代的珍贵资源，所有生物都要依靠它来生存。由于全球工业水平的不断提高，环境的污染程度不断加重，被污染的水资源所产生了严峻的问题，这已成为制约人类生活和经济可持续发展的关键问题之一^[1]。化工废水的一些特性可以说明造成的环境问题的严重程度，比如：化工废水的难氧化物质多，可生化性差（B/C比低）；水质、水量千变万化，不方便用一种方法去除污染物；不是强酸就是强碱，腐蚀性强，危害极大；化工废水的色度也很高，影响了河流的美观^[3]。因此 ,化工废水处理的难度较大,这些废水如果不经过处理而排放，会造成水体的不同性质和程度的污染，从而间接或直接危害人体健康，还会影响工农业的生产。

1.2化工废水的常用处理技术

1.2.1 A/O法

这是处理化工废水污染的常用方法。厌氧/富氧法、缺氧/富氧法都可以称为A/O法。缺氧和厌氧的区别在于有无化合态氧或者分子态氧。所以，在选择污水处理工艺时应重点区分两者产生的不同效果。A/O法将厌氧池和富氧池或者缺氧池和富氧池两池串联起来，在缺氧（厌氧）段微生物将污水中的悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物转化为小分子有机物，不溶性有机物转化为可溶性有机物。经过前段污水的处理，当污水进入富氧段时，可提高污水的可生化性和氧的效率^[5]，从而使出水水质达到标准。

A/O法处理污水效率高，耐负荷冲击能力强，工艺简单，投资省。但是对含难降解物质的废水降解效率低，运行费用高。

1.2.2 浮选法

浮选法也称气浮法^[4]。顾名思义，气浮法就是通过机械装置曝气所产生的微小细腻的气泡，将废水中的悬浮颗粒吸附住，由于气泡的粘合密度小，在力的作用下会浮到水面，从而可以有效地分离水中的悬浮颗粒。此法需要足够量的气泡，且气泡的大小尺寸有一定标准^[5]。

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