改性芬顿氧化工艺的实验研究开题报告
2020-04-13 15:02:56
1. 研究目的与意义(文献综述)
(1)目的与意义芬顿试剂是以亚铁离子(fe2 )为催化剂用过氧化氢(h2o2)进行化学氧化的废水处理方法。芬顿氧化技术虽然已使用广泛,但还存在一些亟待解决的实际问题。为了逐步解决这些问题,就做了此次改性芬顿氧化工艺的实验研究。
(2)国内外研究现状分析
目前,国外主要使用的芬顿技术有(1)电芬顿法,其中包括阴极电fenton法、牺牲阳极法、fsr法和effree法。电fenton法的优点是自动产生h202的机制比较完善,h202利用率高。其主要缺点是产泥量大,阴极未充分发挥作用,需外加h202,能耗大,成本较高。(2)光芬顿法,它的原理是,把氧化剂或者催化剂,要么是与复色太阳光要么是与单色紫外光辐射(uv)混合在一起发生反应的方法。其原理即基于普通的fenton法,发生光激发化学反应,得到更多的羟基自由基·oh,亚铁离子的循环作用效率得到提升,污染物因此降解。(3) uv/fenton法实际是fe2 /h2o2与uv/h2o2两种系统的结合,该体系中紫外光和亚铁离子对h2o2的催化分解存在协同效应,可降低fe2 的用量,提高h2o2利用率,而且有机物在紫外线作用下也可部分降解。在氧化剂投加量相同的条件下处理难降解有机物,该体系的处理效果明显优于普通fenton法。该法存在的主要问题是太阳能利用率不高,能耗大,设备费用高,一般只适宜于处理中低浓度的有机废水。(4)非均相fenton技术。(5)有机载体-fe/h2o2体系。
2. 研究的基本内容与方案
芬顿氧化法是在酸性条件下,H2O2在Fe2 存在下生成强氧化能力的羟基自由基(·OH,并引发更多的其他活性氧,以实现对有机物的降解,其氧化过程为链式反应。其中以·OH产生为链的开始,而其他活性氧和反应中间体构成了链的节点,各活性氧被消耗,反应链终止。其反应机理较为复杂,这些活性氧仅供有机分子并使其矿化为CO2和H2O等无机物。从而使Fenton氧化法成为重要的高级氧化技术之一。
在总结研究目前国内外芬顿氧化工艺的基础上,结合我国实际,设计出处理效率更高、工艺更稳定的新的芬顿处理工艺。分为3步进行:第1步,根据目前中油环保2处正在运行的芬顿工艺,提出每个工段可能改进提高的具体方案;第2步,在第1步的基础上重点攻三个技术关键:(1)新型复合絮凝剂的添加,使其在絮凝 阶段以较少的成本来大幅提高SS、COD的去除率;(2)通过添加少量EDTA钠盐来提高芬顿试剂(Fe3 /H2O2)的氧化性和脱色性;(3)研发一种自动调节Fe3 /H2O2二者浓度装置,使其始终处于芬顿氧化最佳状态的浓度比;第3步,在以上第1、2步的基础上,研发一种新型高效芬顿氧化处理标准工艺,该工艺适用于任何有机污水或难降解污水的处理(不同污水只需微调一下标准工艺即可适用),且性价比优于目前国内外的芬顿处理工艺。
3. 研究计划与安排
(1)3月5日-3月25日:完成开题报告和文献查阅报告,其中密切相关文献摘要20篇以上,其中5篇以上外文文献摘要。
(2)3月26日-4月30日:完成所有实验、测试及数据分析整理工作,确定新的芬顿工艺处理技术。翻译与本课题相关的专业外文文献一篇(5000汉字以上),具体格式见范文。
(3)5月1日-5月15日:严格按学校教务处毕业设计论文的格式规范要求和以上任务书的目标任务完成毕业设计论文初稿的撰写(15000字以上)。
4. 参考文献(12篇以上)
【1】张一鸣.芬顿工艺的影响因素及其在难降解工业废水中的应用[m].资源节约与环保,2015(11):39-40
【2】孙艳慧,张卿,季常青.fenton试剂在有机废水处理中的应用[j].净水技术2014,33(1):25-29
【3】张光华.水处理化学品制备与应用指南[m]中国石化出版社.2003