论文题目：破乳-Fenton技术处理机械加工乳化液废水及污泥回用研究
摘要：近年来,机械加工行业乳化液废水排放量与日俱增,此类废水有机物浓度极高,难以进行生化处理,直接排放会对生态环境造成不可估量的危害。Fenton高级氧化技术具有操作简单、设备要求低、无二次污染等优点,在乳化液废水处理方面应用前景广阔。本课题研究分为三个部分:一是乳化液废水破乳预处理,二是对破乳后的废水进行Fenton氧化深度处理,三是将Fenton反应产生的污泥回收利用。以某知名汽车制造企业机械加工车间排放的乳化液废水为对象,首先进行破乳预处理研究,探讨最佳处理方法,并对影响破乳效果的因素进行单因素和正交设计探究,获得最佳破乳条件;然后采取Fenton氧化工艺对预处理后废水进行深度处理,并利用Fenton试剂活化K2S2O8以提高氧化效率,设计影响废水污染物降解效率的单因素试验,再对影响显著的因素设计响应面试验以判断因素影响力大小,并探究各因素之间的交互作用关系;最后对Fenton技术处理废水后产生的污泥进行研究,考察污泥的再生回用效率,制取FeSO4作为Fenton试剂进行废水处理,并对自制FeSO4产品结构性能等进行表征探究。对比超声波法、膜滤法、酸析法、盐析法和混凝法在破乳过程中污染物去除效果,得出PFS混凝剂对此类型乳化液废水的破乳效果最好。对PFS混凝破乳条件进行单因素探究,结果表明乳化液破乳处理最佳pH在7.0左右,最佳混凝剂投加量为7 g/L,最佳处理温度为60℃,最佳反应时间为60 min左右。经过正交试验优化后,得出混凝破乳过程中对COD去除率影响主要因素为PFS投加量,对含油量和浊度去除率影响主要因素为反应时间,PFS混凝破乳过程最佳pH为7.0、最佳混凝剂投加量为7 g/L、最佳反应温度为60℃、最佳反应时间为60 min。采取Fenton技术深度降解混凝预处理后的废水,探讨影响Fenton氧化效率的因素,得到结果为pH为3.0、n（H2O2）/n(Fe2+)为3、H2O2投加量30 m L/L、处理温度60℃、反应时间60 min、K2S2O8投加量4 g/L时,COD和浊度去除效果最佳。设计Plackett-Burman试验,得出H2O2投加量、反应温度和反应时间是极显著因素,K2S2O8投加量是显著因素。依据P-B试验结果进行最陡爬坡试验,中心点用于设计Box-Behnken试验,响应面模型P值＜0.0001,R~2=0.9804,模型优化后的工艺参数为:H2O2投加量为27.73 m L/L,反应温度为57.58℃,反应时间为63.03 min,COD去除率可达81.92%。通过XRF分析Fenton反应后产生的污泥,发现Fe元素高达82.755%,SEM和XRD分析认为污泥结构松散易于回收,FTIR分析得出污泥主要组成是Fe（OH）3,表明污泥回收价值较高。探究试验发现:未经处理的污泥直接回用效果差,而经过高温焙烧后用于废水处理中COD去除率可达60%以上。利用污泥制取FeSO4回用试验表明冻干FeSO4处理效果最好,COD、浊度去除率可达70%、60%以上。对自制FeSO4进行表征,FTIR分析表明产品中主要物质为FeSO4,SEM和XRD分析认为产品结构稳定,纯度较高,具有实际应用价值。
关键词：乳化液;破乳;Fenton技术;污泥;表征
学科专业：环境工程（专业学位）
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 乳化液废水概述
1.1.1 乳化液废水的来源
1.1.2 乳化液废水的组成与危害
1.2 乳化液废水破乳预处理技术研究现状与进展
1.2.1 物理处理法
1.2.2 物理化学处理法
1.2.3 化学处理法
1.2.4 生物处理法
1.3 Fenton技术概述
1.3.1 Fenton反应机理
1.3.2 Fenton技术在污水处理中的应用
1.3.3 过硫酸盐-Fenton联合工艺概述
1.4 污泥处理研究现状与进展
1.4.1 污泥处理方法与现状
1.4.2 Fenton污泥特征与处置方向
1.5 研究意义及内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
1.5.3 技术路线
第二章 高浓度机械加工乳化液废水破乳预处理研究
2.1 试验材料
2.1.1 试验试剂
2.1.2 试验仪器
2.1.3 试验用水
2.2 试验及分析方法
2.2.1 试验方法
2.2.2 分析检测方法
2.3 结果与分析
2.3.1 破乳预处理方案筛选
2.3.2 混凝破乳预处理方案优化
2.3.3 正交试验设计
2.4 本章小结
第三章 Fenton技术深度处理机械加工乳化液废水研究
3.1 试验材料
3.1.1 试验试剂
3.1.2 试验仪器
3.1.3 试验用水
3.2 试验及分析方法
3.2.1 试验方法
3.2.2 分析检测方法
3.3 结果与分析
3.3.1 Fenton技术处理乳化液废水最佳工艺条件
3.3.2 响应面试验设计
3.3.3 响应面交互作用结果分析
3.4 本章小结
第四章 废水处理后Fenton污泥再生回用研究
4.1 试验材料
4.1.1 试验试剂
4.1.2 仪器设备
4.2 试验及分析方法
4.2.1 试验方法
4.2.2 分析检测方法
4.3 结果与分析
4.3.1 Fenton污泥基本性质及组成分析
4.3.2 Fenton污泥回用研究
4.3.3 自制FeSO_4产品性能分析
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 论文创新点
5.3 展望与建议
参考文献
致谢