毕业设计论文定稿.docx
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毕业设计论文定稿
毕业设计（论文）
题目
印染废水光Fenton氧化
处理实验研究
系（院）
城市与环境系
专业
环境工程
班级
2007级1班
学生姓名
邢霞
学号
2007140208
指导教师
李甲亮
职称
副教授
二〇一一年六月日
独创声明
本人郑重声明：
所呈交的毕业设计（论文），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。
尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：
二〇一年月日
毕业设计（论文）使用授权声明
本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。
本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。
（保密论文在解密后遵守此规定）
作者签名：
二〇一年月日
毕业设计（论文）任务书
系（院）
城市与环境系
专业
环境工程
班级
2007级1班
学生姓名
邢霞
学号
2007140208
指导教师
李甲亮
职称
副教授
论文题目
印染废水光Fenton氧化处理实验研究
起止时间
自2011年3月2日起至2011年6月10日
一、毕业设计（论文）题目来源：
教师拟定题
二、毕业设计（论文）的基本要求：
1、认真开题论证，明确研究目标与意义、研究背景、研究内容、研究方法、研究思路与技术路线、各项要求与进度安排。
2、做好理论知识准备。
读书笔记、英文专业资料翻译要围绕本题目领域的主要参考文献资料来进行。
3、做好资料的收集。
4、设计（论文）思路与技术路线清晰、合理。
即文章的层次结构要符合科学规律，具有逻辑性、合理性和良好的可读性。
5、理论联系实际。
理论要与实际相结合，避免理论的堆砌。
6、立论正确，论证充分。
论点，对策要具有科学性，经得起推敲。
论证材料（文献资料）要翔实，要有出处，数据要准确，要进行科学求证。
文中注释或资料出处的标注号码要与文后的注释或主要参考文献的标号相对应。
7、研究结论要具有科学性（主要是系统性）、合理性、可行性和良好的可操作性。
8、文理通顺，重点突出。
专业术语使用要正确，句子要完整通顺，语意表达清楚，上下句子之间语意连接要连贯，层次之间要有过渡段，即文章（案）要具有良好的可读性;文章、重点部分与一般部分要分明，重点章节阐述要完整、详细，体现出重要性。
9、文章书写与提交格式要符合学院规范要求。
10、严格遵守学院，系有关毕业设计（论文）阶段的考勤制度与要求，虚心接受指导教师的指导，认真、努力开展工作。
11、按计划进度完成各项工作任务，提交有关材料。
12、对不清楚的事项和问题，要及时请教指导教师、系办或相关老师。
三、毕业设计（论文）的主要内容：
本课题采用光（UV、可见光）Fenton氧化法对滨州市某印染废水进行处理，通过对比分析法确定较为适宜滨州印染废水的光Fenton氧化法，并以pH值、H2O2投加量、FeSO4投加量、反应时间作为影响因素，以印染废水的COD、色度去除率
（以印染废水的吸光度的下降率表征色度去除率）为测定标准，经实验分析得到此印染废水光Fenton氧化法的最佳运行条件，希望能为当地的印染废水的有效处理提供数据参考。
四、进度安排：
按照教学计划安排，整个毕业论文（设计）历时16周，自2011年3月2日起至2011年6月10日止。
毕业论文（设计）进度安排如下：
1-5周：
资料收集、整理；
6-12周：
毕业论文的撰写；
9周：
中期检查；
13-14周：
毕业论文的修改，定稿；
15-16周：
毕业论文答辩,毕业论文资料、档案的整理，提交。
五、主要参考文献资料：
[1]李慧，王建中，张萍，等．印染废水处理技术研究进展[J]．广东化工，2010，37（8）：
137.
[2]马春燕，谭书琼，奚旦立.印染废水处理原则及方法[J].印染，2010,16.
[3]ShoreJ.Advancesindirectdyes[J].IndianFib.Text.Res.1996,21:
1-29.
[4]郑广宏，夏邦天，许璟.水处理技术[J]2008，34
（2）5-8.
[5]安成强，崔作兴，郝建军．电镀三废治理技术[M]．北京：
国防工业出版社，2002．
[6]GOGATEPR,PANDITAB.AreviewofimperativetechnologiesforwastewatertreatmentI:
oxidationtechnologiesatambientconditions[J].AdvancesinEnvironmentalResearch,2004,8:
501-551.
[7]陶长元,丁小红,刘作华,等.Fenton类氧化技术处理有机废水的研究进展[J].化学研究与应用,2007,19（11）:
1177-1180.
[8]刘红玉，李戎.Fenton反应及其在印染废水处理中的应用进展[J].印染助剂，2010,27（9）：
7-11
[9]何新华,倪建玲,陈芳艳.光助Fenton反应催化剂Fe/Al2O3的制备及其对六氯苯的催化活性研究[J].环境保护与循环经济,2010,4:
41-49.
[10]史红香，胡晓敏.Fenton试剂氧化处理印染废水的实验研究[J].辽宁化工（工业水处理）,2006,35（4）:
202-210.
[11]李亚峰,张玲玲,袁晓东,等，混凝—Fenton法处理印染废水的试验研究[J].沈阳建筑大学学报（自然科学版），2006，22
（1）:
137-140.
指导教师（签字）:
年月日
教研室主任（签字）：
年月日
印染废水光Fenton氧化处理实验研究
摘要
为探索印染厂综合废水COD及色度去除率的效果，本课题对滨州市某印染厂综合污水进行紫外光/可见光-Fenton氧化处理实验研究，考察了不同反应条件对光Fenton氧化处理印染废水效果的影响，包括pH、FeSO4/H2O2投加量和反应时间的因素对处理效果的影响，确定了最佳反应条件。
通过实验分析研究得到以下结论：
以COD和色度去除率为指标，光Fenton氧化处理该印染废水的最佳条件为：
紫外光-Fenton氧化处理，pH=4，H2O2投加量=4mg/L，反应时间=30min，FeSO4投加量300mg/L,COD去除率可达到95.87%，色度去除率可达到96.57%，处理效果较好。
关键词：
印染废水；光Fenton氧化；实验研究
StudyonOxidationTreatmentofPrintingandDyeingWasteWaterbyPhoto-FentonReagent
Abstract
ToexploretheCODandcolorremovalrateeffectofthecomprehensivewastewater,theoxidationtreatmentofthecomprehensiveeffluentfromaprintinganddyeingmillofBinzhoubyUV/visible-Fentonprocessisstudied.Factorsofreactiontime,addedamountofFeSO4andH2O2,pHontheremovalrateofCODandchromaticityremovalrateofprintinganddyeingwastewatertreatmentwereinvestigated,andthebestreactionconditionsweredetermined.
Intheend,cometotheconclusionthroughtheexperimentalanalysis.TaketheremovalrateofCODandchromaticityremovalrateforindex,thebestreactionconditionsofprintinganddyeingwastewatertreatmentbyPhoto–FentonprocessisinpH4,H2O2dosage4mg/L,reactiontime30min,FeSO4dosage300ml/LbyUV—Fentonreagent,95.87%ofCODremovalrateand96.57%ofdiscoloringrateareachieved.Theeffectofthetreatmentisgood.
Keywords:
PrintingandDyeingWasteWater；Photo-Fentonreagent；Oxidationdegradation；Experimentresearch
引言
随着工业化、城市化加快，世界面临着水资源短缺、污染严重的挑战。
中国系世界上缺水最严重的国家之一，全国所有的城市中目前大约一半的城市缺水，水污染的恶化更使水短缺更为严重。
地处黄河三角洲核心地带的滨州，其优势特色产业——印染纺织业每年带来巨大的经济效益，但印染废水具有水质水量变化大、有机污染物浓度高、色度深、碱性大、成分复杂、可生化性较差等特点。
印染行业中的废水排放,不仅污染水资源,还将带来潜在的更为严重的水污染灾害。
如：
印染废水中的染料能吸收光线,降低水体透明度,影响水生生物和微生物生长,不利于水体自净,同时易造成视觉上的污染，严重污染的水体会影响到人类的健康；铬、铅、汞等重金属盐类在自然环境中能长期存在,并且会通过食物链等危及人类健康，在日本就曾发生过重金属汞和镉污染而造成的水俣病、痛痛病等公害事件；许多含氮磷的化合物大量用于净洗剂,尿素也常用于印染各道工序,使废水中总磷氮含量增高,排放后使水体富营养化，中国池塘大面积死鱼和近海水域发生赤潮就是明显的水体富营养化的例子;又如印染废水中的某些染料为有毒难降解有机物,化学稳定性强,具有致癌、致畸、致突变作用[1];每排放1t印染废水,就会污染20t水体,不仅直接危害人类健康,还严重破坏水体、土壤及生态环境。
因而,对印染废水的有效处理一直是工业废水治理的研究热点之一[2].
印染废水的排放将直接影响滨州地区的水质，其处理不当造成的污染将成为不亚于洪灾、旱灾甚至更为严重的灾害，因此解决好滨州市印染废水的有效处理问题尤为重要。
第一章绪论
1.1印染废水处理概述
印染行业是典型的高耗水产业，每年需消耗近亿吨的工艺用软化水。
印染废水来源及污染物成分十分复杂，具有水质变化大、有机物含量高、色度高（主要为有色染料）等特点[3]。
据不完全统计，我国印染行业废水日排放量为300～400万m3，是各行业中的排污大户之一[4]。
并且随着近年来仿真丝的兴起，化学纤维织物的发展和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、人造丝碱解物、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水，从而使印染废水的处理变得更加困难。
随着国家和社会对环境保护要求的日益重视和对可持续发展的要求，印染废水的有效处理工艺引起了人们较为的广泛关注。
目前,印染废水处理技术主要有物理吸附法、膜技术法、生化法及氧化法，国内外处理印染废水仍以生物法为主,生物法是利用微生物酶来氧化或还原染料分子，破坏其不饱和键及发色基团，从而达到处理目的[5]。
但生物法对色度去除率低,大部分染料的可生化性较差,并且它仅对染料起吸附作用而不是降解作用。
此外,生化法还由于染料中Cu、Cr、Zn、As的存在使生物中毒而失去活性。
Fenton氧化法成为近三十年来发展起来的废水处理新方法。
很多学者已经对印染废水的Fenton氧化处理以及改性Fenton氧化处理方法做了大量的研究，取得了较大成就。
Fenton氧化法处理印染废水实质是H2O2在Fe2+的催化作用下生成具有高反应活性的羟基自由基（·OH）,·OH具有很强的氧化能力,可与大多数有机物和许多无机溶液以高速率常数反应[6].其中,Fe2+起催化作用,而H2O2起氧化作用.可用反应式（Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OH）表示[7].Fe3+能催化分解H2O2,H2O2与Fe3+的反应（也称为类Fenton反应）主要产生活性自由基HO2·,其反应式为[8]:
Fe3++H2O2→Fe2++H++HO2·.虽然Fe3+比Fe2+价格便宜,Fe3+有利于废水的降解,但是对H2O2的分解速率和有机物氧化速率不如Fe2+,所以关于Fe3+的报道并不多[9]。
研究表明,Fenton法价格低廉、无毒,几乎可使印染废水完全脱色和去除COD,逐渐成为染料降解和脱色的主要方法.传统的Fenton法处理废水时间长、H2O2利用率较低。
，国内外许多学者已经开始研究改性Fenton法对印染废水的处理效果。
.本文采用光Fenton氧化法处理印染废水，取得良好的处理效果，为该工艺的工业化应用提供了理论依据。
1.2Fenton氧化处理印染废水国内外研究进展
1984年,H.J.HFenton发现Fe2+可通过H2O2促进苹果酸的氧化,揭开了Fenton试剂的应用序幕.刘红玉等[10]针对目前Fenton试剂在应用中存在的问题,指出了解决方法并展望了发展前景.何新华、陈芳艳等采用Fenton试剂对某染袜厂两股含阳离子染料的印染废水进行了处理，并通过正交实验确定了Fenton试剂处理该废水的最佳操作条件。
史红香等[11]对抚顺市汉阳纤维有限公司的印染废水进行Fenton试剂氧化处理，实验证明此方法是一种经济有效的印染废水处理技术。
但传统的Fenton法处理废水时间长、H2O2利用率较低。
为提高对有机物的去除效果，国内外许多学者已经开始研究改性Fenton法对印染废水的处理效果。
李亚峰等研究了混凝—Fenton法对印染废水色度和COD的处理效果,解决印染废水的色度与有机物难于处理的问题.，证明混凝—Fenton法对印染废水的色度和COD能够进行有效的去除，且方法简单[12]。
姜兴华等采用铁炭微电解-Fenton联合氧化技术对印染废水生化处理的出水进行深度处理，最终使各项指标均达到印染废水回用的标准。
在所有高级氧化技术中,在紫外和可见光辐射下的光助Fenton氧化技术处理高浓度有毒有害难降解有机废水最具有应用前景,至今已有成功的工业应用实例[13]。
当有光辐射时，Fenton试剂氧化性能有很大改善，有机物分解速率可大大提高。
KaiqunWu等证实可见光比黑暗条件更易加快孔雀绿的分解速率[14]。
光Fenton法自由基机理简述如下图1.1所示。
光Fenton氧化法已经被众多工作者用来降解有机化合物废水，并探讨其最佳参数，M.Muruganandham和M.Swaminathan证实，几种高级氧化技术的脱色效率有如下顺序：
UV/H2O2/Fe2+>UV/TiO2>Fe2+/H2O2>UV/H2O2.
另外，CaioF.Gromboni等证实微波Fenton法可迅速降解有机废水[15]。
X.Zhang等发现，氮功能碳纳米管（NCNT）在电Fenton降解甲基橙的过程中，NCNT电极可以迅速去除甲基橙。
王鹏等用超声波/Fenton法联合处理分散玉红染料废水，结果表明：
超声波对Fenton试剂处理分散玉红染料废水具有强化作用[16]。
h
Fe2+
Fe3+
·OH
CO2+H2O···
图1.1光Fenton法自由基机理
1.3课题的研究目的意义、内容和技术路线
1.3.1课题的研究目的意义
印染废水具有水质水量变化大、有机污染物浓度高、色度深、碱性大、成分复杂、可生化性较差等特点。
印染行业中的废水排放,不仅污染水资源,而且对生物体造成一定影响.随着近年来化学纤维织物的发展，传统的生化处理工艺很难使其达标排放。
国内外对印染废水的处理已有研究，借鉴前人的研究成果，本研究利用光Fenton氧化法对滨州某印染废水进行有效处理，对于改善印染废水的降解意义重大。
1.3.2课题研究的内容
该课题主要通过紫外光/可见光-Fenton氧化法处理印染废水，对反应pH值、H2O2投加量、FeSO4投加量和反应时间并进行单因素分析试验，测定印染废水处理前后COD和色度的去除率，确定光Fenton氧化处理印染废水的最佳反应条件。
1.3.3技术路线
本课题的主要技术路线如下图1.2所示：
图1.2技术路线
第二章试验方法与材料
2.1实验水样
试验所用的印染废水取自滨州市某印染厂的综合排污口，废水初始指标如下：
COD343mg/L，pH8.00（用PHS-3D型酸度计测得）。
2.2主要仪器和药品
1）主要器材
202-00AB台式电热恒温干燥箱，FA1004N分析天平，5B-1C型COD消解装置，5B-1C型COD快速测定仪，石英紫外线杀菌灯，PHS-3D型酸度计，手持进样器（0.5～5.0ml），消解管，烧杯（100ml、250ml、500ml、1000ml），玻璃棒，胶头滴管，移液管（0.2ml、1ml、5ml），吸耳球，药匙，称量纸，橡胶手套，秒表等。
2）主要试剂
30%H2O2（AR）、FeSO4·7H2O（AR）、浓硫酸（AR）、水质监测专用耗材（D试剂、E试剂），蒸馏水。
2.3实验步骤
2.3.1实验设计
（1）Fenton氧化处理实验
取一定量水样于烧杯中，调节水样pH，用进样器取一定量的H2O2,用分析天平称取一定量的FeSO4于水样中,搅拌使其反应一定时间,静置后取上清液测定COD和色度。
正交试验因素水平见表2.1。
（2）UV-氧化处理实验
实验设计同上,印染废水在UV-Fenton氧化条件下进行。
（3）可见光-Fenton
实验设计同上,印染废水在可见光-Fenton氧化条件下进行。
表2.1正交试验因素水平表
水平
H2O2/mg·L-1
FeSO4/mg·L-1
pH
反应时间/min
1
2
200
3
20
2
3
300
4
30
3
4
400
5
40
2.3.2指标测定
（1）COD测定
按照以上实验设计方案，分别测定处理前后印染废水COD指标，计算COD去除效率。
具体步骤如下：
①打开5B-1C型消解装置，预热至165℃，分别向空白样品、待测样品1、待测样品2···等，加入2.5ml蒸馏水以及2.5ml待测样品；
②向试管中加入0.7mlD试剂，再加入E试剂4.8ml，摇匀
③将空白及待测水样放入165℃的消解仪中进行消解10分钟；
4消解结束后将试管移于空气冷却槽中冷却2分钟，用移液管向各试管加2.5ml
蒸馏水摇匀后，置于水冷槽中冷却2分钟；
5将冷却后的样品用5B-1C型COD快速测定仪测定水样中的COD、吸光度；
（2）色度测定
利用5B-1C型COD快速测定仪，分别测得处理前后印染废水的吸光度值，计算色度去除率。
其中以吸光度的下降率表征废水的脱色率（=原废水吸光度A0﹣处理后废水A/原废水吸光度A0）
2.3.3数据分析
分析光Fenton氧化处理正交试验所得数据，对各个影响因素的影响程度进行分析讨论，得出光Fenton氧化处理印染废水各个影响因素上的最佳反应点。
综合分析所得数据，最后确定光Fenton氧化处理印染废水的最佳的反应条件。
第三章结果与讨论
3.1Fenton氧化正交试验结果
对样品进行Fenton氧化处理，测定COD和色度去除率，数据分析结果见表3.1。
表3.1Fenton正交试验结果
试验序号
pH
H2O2量/mg·L-1
FeSO4/ml·L-1
反应时间/min
COD去除率/%
色度去除率/%
1
5
400
2
20
47.23
66.31
2
5
400
4
20
50.64
70.48
3
5
400
6
20
39.57
67.25
4
5
300
2
30
41.72
69.57
5
5
300
4
30
62.37
75.63
6
5
300
6
30
60.52
72.84
7
5
200
2
40
55.23
65.76
8
5
200
4
40
48.31
69.31
9
5
200
6
40
44.24
70.64
10
4
400
2
20
57.38
73.52
11
4
400
4
20
60.42
79.21
12
4
400
6
20
49.63
81.36
13
4
300
2
30
74.32
87.53
14
4
300
4
30
83.45
88.46
15
4
300
6
30
69.52
84.24
16
4
200
2
40
53.41
80.31
17
4
200
4
40
52.71
82.63
18
4
200
6
40
60.53
78.53
19
3
400
2
20
49.23
69.21
20
3
400
4
20
58.21
70.42
21
3
400
6
20
65.24
65.35
22
3
300
2
30
56.72
68.54
23
3
300
4
30
65.91
80.57
24
3
300
6
30
47.96
76.42
25
3
200
2
40
50.26
72.54
26
3
200
4
40
55.37
67.57
27
3
200
6
40
59.41
60.23
K1i（COD）
52.72
53.06
53.94
53.15
K2i（COD）
62.37
62.50
59.71
62.49
K3i（COD）
56.48
53.27
55.18
53.26
Ri（COD）
9.65
9.23
5.77
9.22
K1j（色度）
69.75
71.46
72.59
71.47
K2j（色度）
81.87
78.31
76.14
78.32
K3j（色度）
70.09
71.95
72.98
71.94
Rj（色度）
12.12
6.85
3.55
6.85
采用极差分析法分析，由表3.1的结果可以看出，在所选定的影响因素中，对COD去除率影
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