工业废水处理毕业论文.docx

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工业废水处理毕业论文

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LT

加工废水等，可以排入城市污水系统。

应建造大型污水处理厂，包括因地制宜修建的生物氧化塘、污水库、土地处理系统等简易可行的处理设施。

与小型污水处理厂相比，大型污水处理厂既能显著降低基本建设和运行费用，又因水量和水质稳定，易于保持良好的运行状况和处理效果。

 （6）一些可以生物降解的有毒废水如含酚、氰废水，经厂内处理后，可按容许排放标准排入城市下水道，由污水处理厂进一步进行生物氧化降解处理。

 （7）含有难以生物降解的有毒污染物废水，不应排入城市下水道和输往污水处理厂，而应进行单独处理。

 1.2.2工业污水处理的发展趋势

  在水和其他资源日渐短缺以及环境污染治理日益迫切的情况下，工业废水处理的发展趋势是：

把水和污染物作为有用资源回收利用和实行闭路循环。

这可分为水和污染物综合循环回用。

水和污染物各自单独循环回用。

1.3工业废水处理方法

1.3.1简述几种工业废水处理方法

（1）化学沉淀法：

化学沉淀法是指向废水中投加某些化学药剂（沉淀剂），使之与废水中溶解态的污染物直接发生化学反应，形成难溶的固体生成物，然后进行固液分离，从而除去水中污染物的一种处理方法。

废水中的重金属离子（如砷、氟、硫、硼）均可通过化学沉淀法去除，某些有机污染物亦可通过化学沉淀法去除。

（2）活性污泥法：

将空气连续鼓入曝气池的废水中，经过一段时间，水中能形成繁殖有大量好氧微生物的活性污泥，它能吸附和分解废水中的有机物，并以有机物为养料使微生物获得能量并不断增殖。

离开曝气池的废水与活性污泥的混合液进入沉淀池进行泥水分离。

一般废水在曝气池中停留3～5h，能去除废水的BOD5约90%。

活性污泥法是一种较为广泛采用的生物处理方法。

（3）生物接触氧化法：

生物接触氧化工艺采用固定式生物填料作为微生物的载体，生长有微生物的载体淹没在水中，曝气系统为反应器中的微生物供氧。

由于生物接触氧化法的微生物固定生长于生物填料上，克服了悬浮活性污泥易于流失的缺点，在反应器中能保持很高的生物量。

生物接触氧化法对冲击负荷和水质变化的耐受性强，运行稳定；它的容积负荷高，占地面积小，建设费用较低并且污泥产量较低，无需污泥回流，运行管理简单。

但有时脱落一些细碎生物膜，沉淀性能较差的造成出水中的悬浮固体浓度稍高，一般可达到30mg/L左右。

（4）膜生物反应器法：

膜-生物反应器（MembraneBioReactor，MBR）是将膜分离技术与生物反应器结合在一起的新型污水处理工艺。

根据膜分离组件的设置位置，可分为分置式MBR和一体式MBR两大类。

MBR工艺用膜组件代替了传统活性污泥工艺中的二沉池，可进行高效的固液分离，克服了传统工艺中出水水质不够稳定、污泥容易膨胀等不足。

（5）曝气生物滤池法：

曝气生物滤池（BAF）是生物膜处理工艺的一种。

采用一种新型粗糙多孔的粒状滤料具有很大的比表面积，滤料表面生长有生物膜，池底提供曝气，污水流过滤床时，污染物首先被过滤和吸附，进而被滤料表面的微生物氧化分解。

目前BAF已从单一的工艺逐渐发展成系列综合工艺，有去除悬浮物、COD、BOD、硝化、脱氮等作用。

（5）简易生化处理法：

即沼气净化池利用厌氧消化原理进行固体有机物降解。

沼气净化池的处理效率优于腐化池和沼气池，造价低，动力消耗低，管理简单。

适用于经济不发达地区的小型综合地区，条件不具备时可采用简易生化处理作为过渡处理措施。

2　有关高吸水性树脂废水概述

　高吸水性树脂废水，就是指生产高吸水性树脂所产生的废水。

本实验所用的废水来源为丙烯酰胺接枝淀粉，硝酸铈铵为引发剂生产高吸水性树脂所产生的废水。

有关其合成的理论如下。

2.1接枝聚合反应过程

利用硝酸铈铵作为引发剂，使淀粉分子上的H被夺走而产生自由基，然后再引发单体丙烯酰胺，形成淀粉-丙烯酰胺自由基，继续与丙烯酰胺进行链增长，最后发生链终止。

其反应如下：

（1）引发剂与淀粉葡萄糖环配位

（2）碳键断裂，产生自由基

（3）接枝聚合反应

自由基与丙烯酰胺形成两种形式的聚合物，可用a、b两个反应式表示。

发生接枝聚合反应的两种形式的自由基只是产生自由基的位置不同，它们与丙烯酰胺反应形成的聚合物结构类似。

（a）

（b）

（4）皂化反应

高分子吸水性树脂的吸水能力是高分子电解质的离子排斥作用所引起的分子扩张和网状结构引起阻碍分子的扩张作用所产生的结构，所谓皂化水解反应就是使共聚物产生可以相互排斥的离子，其反应可表示如下：

式中，R为-ONa或-NH2。

自由基聚合属于连锁聚合反应，由链引发、链增长、链终止、链转移的基元反应组成。

（5）链转移反应

通过增长反应，活性链将其活性中心自由基转移到其他的分子（如单体、溶剂等），产生新的自由基。

向单体转移原来的增长活性链因链转移提早终止，使聚合度降低。

但形成了新的活性链自由基，活性未减弱，聚合速率并没有降低。

向溶剂或链转移剂转移溶液聚合时，增长活性链自由基有可能向溶剂分子YZ转移，也使分子量降低，聚合速率是否改变则视新生自由基的活性而定。

有时为了降低聚合物的分子量，特加入链转移剂来调节分子量，称为分子量调节剂。

（6）　吸水性树脂实验药品

淀粉、丙烯酰胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、硝酸铈铵、NaOH、浓硝酸。

2.2　吸水性树脂废水初步鉴定

根据上述吸水性树脂实验原理、实验过程及药品，初步可以肯定吸水性树脂废水为含有较高浓度的氨氮废水。

但这只是从理论上的推断，因此还必须对高吸水性树脂废水进行氨氮测定，进一步确定废水中氨氮的含量。

并把废水中的氨氮去除作为吸水性树脂废水处理实验研究的重点进行实验研究。

2.3　高吸水性树脂废水中氨氮的测定

2.3.1测定原理

碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物，其色度与氨氮含量成正比，通常可以在波长410～425nm范围内测其吸光度，计算其含量。

2.3.2　测定试剂的配置

（1）钠氏试剂的配置

称取16g氢氧化钠，溶于50ml水中，充分冷却至室温。

另称取7g碘化钾和10g碘化汞溶于水，然后将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中，用水稀释至100ml，贮存聚乙烯瓶中，密封保存。

（2）酒石酸钠溶液的配置

称取50g酒石酸钠溶于100ml的水中，加热煮沸以除去氨，放冷，定容至100ml。

（3）铵标准贮备溶液的配置

称取3.819g经100℃干燥过的优级纯氯化铵溶于水中，移入1000ml容量瓶中，稀释至标线。

此溶液每毫升含1.00㎎氨氮。

（4）铵标准使用液的配置

移取5.00ml铵标准贮备液于500ml的容量瓶中，用水稀释至标线。

此溶液每毫升含0.010㎎氨氮

2.3.3　计算公式

由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后，从标准曲线上查得氨氮量（㎎）后，按下式计算：

氨氮（N，㎎/L）＝m/V×100

式中：

m——由标准曲线查得的氨氮量，㎎；

V——水样体积，ml。

2.3.4　测定步骤

（1）絮凝沉淀

去100ml水样，在其中加入1ml10％硫酸锌溶液，用25％的氢氧化钠溶液调节至PH值在10.5左右，混匀静置，沉淀（白色絮体）过滤，弃去初滤液20ml。

（2）NH4-N标准曲线的绘制

分别吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00、和10.00ml铵标准使用液于50ml比色管中，加水至标线，加1.0ml酒石酸钾钠溶液，混匀。

加1.5ml钠氏试剂，混匀。

放置10min后，在波长420nm处，用光程20mm比色皿，以水作参比，测定吸光度。

由测得的吸光度，减去零浓度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，绘制以氨氮含量（㎎）对校正吸光度的标准曲线。

（3）水样的测定

分取适量经絮凝沉淀预处理后的水样，加入50ml比色管中，稀释至标线。

加1.5ml钠氏试剂，混匀。

放置10min后，在波长420nm处，用光程20mm比色皿，以水作参比，测定吸光度

2.4铵标准曲线的绘制实验

NH4-N标准曲线的绘制，把0ml、0.50ml、1.00ml、3.00ml、5.00ml、7.00和10.00ml比色管中的液体放入721分光光度仪中，以水做参比，得到他们的吸光度分别为见表2.1

表2.1NH4-N值（mg/L）

00.501.003.005.007.001.00

氨氮浓度00.0050.010.030.050.070.1

吸光度0.180.320.440.91.251.782.00

减去空白00.140.260.721.071.601.82

标准曲线见图2.1。

图2.1氨标准曲线

得到一个线性方程：

y=19.066x+0.0796

2.5原水水质氨氮的实验测定

原水水质NH4-N的检测：

把取来的废水摇匀，取100ml按上述方法测定其NH4-N的值。

氨氮（N，㎎/L）＝148㎎/L

3．关于高浓度氨氮废水

过量氨氮排入水体将导致水体富营养化，降低水体观赏价值，并且被氧化生成的硝酸盐和亚硝酸盐还会影响水生生物甚至人类的健康。

因此，废水脱氮处理受到人们的广泛关注。

目前，主要的脱氮方法有生物硝化反硝化、折点加氯、气提吹脱和离子交换法等。

消化污泥脱水液、垃圾渗滤液、催化剂生产厂废水、肉类加工废水和合成氨化工废水等含有极高浓度的氨氮（500mg/L以上，甚至达到几千mg/L），以上方法会由于游离氨氮的生物抑制作用或者成本等原因而使其应用受到限制。

高浓度氨氮废水的处理方法可以分为物化法、生化联合法和新型生物脱氮法。

3.1　高浓度氨氮废水的处理方法

3.1.1　物化法

（1）MAP沉淀法

主要是利用以下化学反应：

理论上讲以一定比例向含有高浓度氨氮的废水中投加磷盐和镁盐，当[Mg2+][NH4+][PO43-]>2.5×10–13时可生成磷酸铵镁（MAP），除去废水中的氨氮。

穆大纲等[8]采用向氨氮浓度较高的工业废水中投加MgCl2·6H2O和Na2HP04·12H20生成磷酸铵镁沉淀的方法，以去除其中的高浓度氨氮。

结果表明，在pH为8.9l，Mg2+，NH4，P043-的摩尔比为1.25:

1:

1，反应温度为25℃，反应时间为20min，沉淀时间为20min的条件下，氨氨质量浓度可由9500mg/L降低到460mg/L，去除率达到95%以上。

由于在多数废水中镁盐的含量相对于磷酸盐和氨氮会较低，尽管生成的磷酸铵镁可以做为农肥而抵消一部分成本，投加镁盐的费用仍成为限制这种方法推行的主要因素。

海水取之不尽，并且其中含有大量的镁盐。

以海水做为镁离子源试验研究了磷酸铵镁结晶过程。

盐卤是制盐副产品，主要含MgCl2和其他无机化合物。

Mg2+约为32g/L为海水的27倍。

用MgCl2、海水、盐卤分别做为Mg2+源以磷酸铵镁结晶法处理养猪场废水，结果表明，pH是最重要的控制参数，当终点pH≈9.6时，反应在10min内即可结束。

由于废水中的N/P不平衡，与其他两种Mg2+源相比，盐卤的除磷效果相同而脱氮效果略差。

（2）吹脱法

　　在碱性条件下，利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法。

一般认为吹脱效率与温度、pH、气液比有关。

　　吹脱法去除垃圾渗滤液中的氨氮进行了研究，控制吹脱效率高低的关键因素是温度、气液比和pH。

在水温大于25℃,气液比控制在3500左右，渗滤液pH控制在10.5左右，对于氨氮浓度高达2000～4000mg/L的垃圾渗滤液，去除率可达到90%以上。

吹脱法在低温时氨氮去除效率不高。

　　采用超声波吹脱技术对化肥厂高浓度氨氮废水（例如882mg/L）进行了处理试验。

最佳工艺条件为pH＝11，超声吹脱时间为40min，气水比为l000：

1试验结果表明，废水采用超声波辐射以后，氨氮的吹脱效果明显增