二氧化氯对特殊水质的处理研究
lyzh44230
lyzh44230 Lv.7
2015年08月26日 16:12:18
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论文导读::我们验证了二氧化氯对这些水质的处理效果。氧化氯对含氰废水的处理。最终达到对水体的破氰的处理要求。氧化氯对高COD废水的处理。氧化氯+催化剂工艺。论文关键词:二氧化氯,含氰废水,破氰,COD,催化剂  随着人们对环境的日益重视,对于工业生产过程中产生的含氰废水和高COD废水等一些特殊水质的处理要求也越来越高,这些废水必须达到一定的标准后方可排放[1]。而这些水质的处理由于它们的处理难度,也一直是困扰污水处理工作者的难题。根据我公司的特点和多年来的水处理经验,对二氧化氯在特殊水质的处理方面进行了详尽的研究和效果验证。通过二氧化氯对含氰废水和高COD废水的处理实验,我们验证了二氧化氯对这些水质的处理效果。

论文导读::我们验证了二氧化氯对这些水质的处理效果。氧化氯对含氰废水的处理。最终达到对水体的破氰的处理要求。氧化氯对高COD废水的处理。氧化氯+催化剂工艺。
论文关键词:二氧化氯,含氰废水,破氰,COD,催化剂

  随着人们对环境的日益重视,对于工业生产过程中产生的含氰废水和高COD废水等一些特殊水质的处理要求也越来越高,这些废水必须达到一定的标准后方可排放[1]。而这些水质的处理由于它们的处理难度,也一直是困扰污水处理工作者的难题。根据我公司的特点和多年来的水处理经验,对二氧化氯在特殊水质的处理方面进行了详尽的研究和效果验证。通过二氧化氯对含氰废水和高COD废水的处理实验,我们验证了二氧化氯对这些水质的处理效果。
  下面二氧化氯对含氰废水和高COD废水的处理进行详细的说明。
  1.二氧化氯对含氰废水的处理
  1.1实验原理
  通过二氧化氯氧化法对CN-进行处理。
  二氧化氯是一种强氧化剂,与氯气相比,它具有氧化性更强,操作安全简便,受 pH值的影响较小的特点。氯气对氰化物的氧化通常只将CN- 氧化成毒性较小的氰酸盐(NaCNO),并要求很高的PH值,见反应式(1)含氰废水,而二氧化氯对氰化物的氧化却能将CN- 氧化成N2 和CO2 ,见反应式(2),彻底消除氰化的的毒性[2]:
  CN- +Cl2+2OH- == CNO- +2Cl- +H2O (1)
  2CN- +2ClO2==2CO2↑ +N2↑ +2Cl- (2)
  1.2实验对象
  含氰废水样品由济南某化学品有限责任公司提供毕业论文范文。
  1#废水水质指标:颜色:深褐色,pH=11.0,CN-=4064 mg/L;
  2#废水水质指标:颜色:褐色,pH=10.0,CN-=792 mg/L。
  1.3二氧化氯的制备及投加工艺
  先将氯酸钠固体颗粒与水充分混合,然后加入某还原剂成分,配制成一定浓度的氯酸钠混合液,然后与一定浓度的硫酸进行反应,并且控制一定温度,通过负压曝气的投加工艺技术,将产生的纯二氧化氯投加到作用水体,经一二级吸收系统,常温下,反应时间30min,最终达到对水体的破氰的处理要求。
  具体工艺流程如下图所示。
   image001.jpg
  图1. 二氧化氯破氰工艺流程图
  我们分别对1#、2#分别进行了不同二氧化氯浓度的投加实验,并对处理后的水样的pH值和CN-浓度进行了检测和分析。
  检测方法:用五步碘量法测定二氧化氯投加含量,用吸光度-浓度曲线法测定CN-的浓度,用pH计测定水样的pH值。
  具体数据见下表。
  表1. 二氧化氯对1#水样的处理数据
  
实验样
pH值
CN-
mg/L
ClO2投加浓度mg/L
CN-去除率%
现象
原水
11
4064
10566(理论)
100(理论)
-
1#A
9.9
2898
2920
28.69
无现象
1#B
9.4
1729
4813
57.46
无现象
1#C
8.5
866
7189
78.69
无明显现象
1#D
3.22
510
9543
87.45
剧烈冒泡颜色变浅
1#E
3.29
366
12250
90.99
剧烈冒泡颜色变浅
1#F
1.01
276
18852
93.21
剧烈冒泡颜色变浅
表2. 二氧化氯对2#水样的处理数据
  
实验样
pH值
CN-
mg/L
ClO2投加浓度mg/L
CN-去除率%
现象
原水
10

792
2059(理论)
100(理论)
-
2#A
9.9

445
1108

43.81
无现象
2#B
9.8

384
1425

51.52
无现象
2#C
9.7

308
1726

61.11
无明显现象
2#D
6.6

219
1903

72.35
剧烈冒泡颜色变浅
2#E
4.5

158
2128

80.05
剧烈冒泡颜色变浅
2#F
3.0

39
3097

95.08
剧烈冒泡颜色变浅
1.4实验分析
  由以上实验数据分析可知:
  (1)在达到理论投加浓度下,二氧化氯对含氰废水的处理可以达到较好的处理效果,破氰率可以达到80%以上。
  (2)由表1可知,在酸性条件下,二氧化氯对含氰废水的破氰有更好的处理效果含氰废水,反应比较剧烈,破氰率可以达到87%以上。
  (3)由表1和表2比较可知,二氧化氯对含氰废水的破氰在达到一定的破氰率后,即使在提高二氧化氯投加浓度,破氰率也很难有较大突破。
  2.二氧化氯对高COD废水的处理
  2.1实验对象、方法及手段
  (1)实验对象:废水:比重1.2,黏度3mPaS,沸点100℃,毒性无,水样COD值实测54590mg/L,pH值9.92。(该水样由浙江某化工厂提供)
  (2)实验方法:五步碘量法、COD回流滴定法。
  (3)实验器材: 在线红外仪、500mL全玻璃回流装置,加热装置(电炉),25mL或50mL碱式滴定管,锥形瓶,移液管,容量瓶,pH测定仪,比色管,安全防护用品等(4)试剂:①重铬酸钾标准溶液(c1/6K2Cr2O7=0.2500mol/L) ,②试亚铁灵指示液,③硫酸亚铁铵标准溶液[c(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O≈0.1mol/L](使用前标定),④硫酸银溶液 ,⑤盐酸,二氧化氯溶液等。
  2.2 实验内容
  (1) 原废水在线红外分析
  取原水约10mL于50mL试管中,在线红外分析含氰废水,经图谱分析有大量有机基团,如-CN、-OH、-NH2、-NH等。
  (2)原水的COD(Cr)测定
  a. 取5mL原水(淡黄色)于1000mL容量瓶中,稀释200倍。
  b.取20mL稀释液于250mL圆底烧瓶中,加入0.4gHgSO4,加入10mL重铬酸钾(1/6重铬酸钾0.25mol/L),加入沸石,加入H2SO4-Ag2SO430mL,电热套加热回流2小时。
  c. 停止加热,冷却,加入试铁灵3滴,用硫酸亚铁铵(0.1020mol/L)进行滴定,用17.11mL毕业论文范文。同时做空白实验,空白滴定用23.80mL。
  d.计算:
  COD(Cr)=(V0-V1)*C*8*1000/V*N(3)
  =54590.4mg/L
  注:V0:空白滴定体积(mL);V1:试样滴定体积(mL);C:硫酸亚铁铵浓度(mol/L);V:所取试样体积(mL);N:稀释倍数
  (3). COD去除实验
  实验方案:a.二氧化氯工艺;b.二氧化氯+催化剂工艺;
  a方案实验方法:先将废水加盐酸调节pH在一定数值,然后取100.0mL废水投加25.0mL不同浓度的二氧化氯溶液,让其进行氧化消解反应2h,然后测其COD值,比较二氧化氯投加浓度对处理效果的影响;将废水加盐酸调节pH在不同数值,然后取100.0mL投加25.0mL相同浓度的二氧化氯溶液,让其进行氧化消解反应2h,然后测其COD值,比较酸度环境对处理效果的影响。
  表3.二氧化氯浓度对处理效果的影响
  
序号
废水
mL
废水COD
ppm
pH值
ClO2体积
mL
ClO2浓度
ppm
处理后COD/ppm
COD去除率%
1
100
54590.4
1.20
25.0
2956
50460.3
7.57

2
100
54590.4
1.22
25.0
3130
44852.1
17.84

3
100
54590.4
1.18
25.0
4716
40231.6
26.30

4
100
54590.4
1.19
25.0
6213
32001.9
41.38

5
100
54590.4
1.21
25.0
7519
30056.2
44.94

6
100
54590.4
1.19
25.0
9826
29635.4
45.71

表4. pH值对处理效果的影响
  
序号
废水
mL
废水COD
ppm
pH值
ClO2体积
mL
ClO2浓度
ppm
处理后COD/ppm
COD去除率%
1
100
54590.4
9.92
25.0
5216
53296.4
2.37

2
100
54590.4
7.81
25.0
5216
53000.3
2.91

3
100
54590.4
5.43
25.0
5216
50009.1
8.39

4
100
54590.4
3.69
25.0
5216
45230.8
17.15

5
100
54590.4
1.20
25.0
5216
35120.6
35.67

6
100
54590.4
0.87
25.0
5216
33002.9
39.54

b方案实验方法:先将废水调节pH在一定数值,然后取100.0mL废水投加25.0mL一定浓度的二氧化氯溶液,反应同时加入不同的催化剂,让其进行氧化消解反应2h含氰废水,然后过滤,测定COD值,通过和方案a数据对照,比较加入催化剂对处理效果的影响及不同催化剂的处理效果;
  表5. 催化剂对处理效果的影响
  
序号
废水
mL
废水COD
ppm
pH值
ClO2体积
mL
ClO2浓度
ppm
催化剂
g (A/B)
处理后COD/ppm
COD去除率%
1
100
54590.4
1.20
25.0
5236
0
34960.6
35.96

2
100
54590.4
1.20
25.0
5236
0
35003.4
35.88

3
100
54590.4
1.20
25.0
5236
4A
25473.2
53.34

4
100
54590.4
1.20
25.0
5236
4A
24981.9
54.24

5
100
54590.4
1.20
25.0
5236
4B
20316.2
62.78

6
100
54590.4
1.20
25.0
5236
4B
19983.5
63.39

2.3实验结果分析
  1. 色度分析:
  通过测定处理后水样的色度指标得出,a、b两种实验方案,在投加一定量的二氧化氯溶液反应后,都能达到废水由淡黄色变为无色的要求。
  2. COD测定结果分析:
  1).实验方案a:
  由表3实验数据分析可知,一定pH值下投加不同浓度的二氧化氯溶液,COD去除率随二氧化氯浓度的增大而提高,而且二氧化氯投加浓度达到7500ppm后,COD去除率的变化不大,维持在45%左右;由表4实验数据分析可知,在不同的pH值下投加相同浓度的二氧化氯溶液,COD去除率随着酸度的增大而提高,而且在酸性条件下,处理效果有明显改善,处理效果较好。
  2)实验方案b:
  由表5实验数据分析可知,在方案a的基础上加入不同的催化剂,COD去除效果有较大改善,去除率能达到53%以上,且活性炭类催化剂B的效果好于硅胶类催化剂A,同等二氧化氯投加浓度下,使用催化剂B的去除率较使用催化剂A时高10%左右。
  3.结论
  (1)采用纯二氧化氯对含氰废水进行破氰处理,在酸性条件下含氰废水,温度常温,二氧化氯投加量略高于含氰浓度的2.6倍,破氰率可达80%-95%,处理效果较好。
  (2)采用纯二氧化氯对高COD废水进行处理,在酸性条件下,在不使用催化剂的情况,反应时间2h,二氧化氯对COD的去除效果一般,去除率在50%以下。
  (3)在同等条件下添加催化剂,二氧化氯对COD的去除率可提高15%-25%,而且经实验验证,活性炭类催化剂B的效果明显好于硅胶类催化剂A,同等条件下,去除率可提高10%左右。
  (4)二氧化氯对于像含氰废水和高COD废水等高难处理水质的处理,可以达到较好的处理效果,说明二氧化氯是处理该类特殊水质的一种较好的途径。

【参考文献】
[1]任小军,李彦锋,赵光辉,魏云霞.工业含氰废水处理研究进展[J].工业水处理,2009,29(8):1-4.
[2]章艺,邵强,王永芳,傅士盛.ClO2及ClO2+Cl2对含氰废水的处理实验研究[J].二氧化氯研究与应用,第二届二氧化氯&水处理技术国际研讨会文集,260-267.


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