<code id="obvdw"></code>

<dl id="obvdw"></dl>
    行業(yè)新聞

    膜過(guò)濾結(jié)合Fenton法處理焦化廢水的實(shí)驗(yàn)研究

    來(lái)源:蘭州純水設(shè)備??????2019/9/26 14:14:29??????點(diǎn)擊:

    【蘭州純水設(shè)備http://www.top711.com】焦化廢水因其組成復(fù)雜、有機(jī)物降解困難、COD排放不達(dá)標(biāo)等問(wèn)題給環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重威脅。采用膜過(guò)濾與芬頓聯(lián)用處理焦化廢水。結(jié)果表明,當(dāng)添加劑tio2-fe3o4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%的條件下最優(yōu)鑄造解決方案比,凝固浴溫度和初步蒸發(fā)時(shí)間,修改后的電影準(zhǔn)備最好的綜合得分,焦化廢水流量達(dá)到115.23 L / (m2?h)和鱈魚(yú)保留率達(dá)到90.2。該方法可作為焦化廠廢水處理的參考。

        目前,我國(guó)焦化廠廢水的主要來(lái)源是煤熱解、制焦過(guò)程中的氣體凈化和排放。焦化廢水作為一種典型的工業(yè)有機(jī)廢水,含有高濃度的氨、酚、氰化物、硫氰酸鹽和其他芳香烴類,以及各種含氮雜環(huán)化合物,氧、硫、有機(jī)負(fù)荷高,成分復(fù)雜,毒性強(qiáng)的特點(diǎn)[2 - 3],大多數(shù)這些化合物被認(rèn)為是對(duì)環(huán)境有害的和人類遺傳毒性風(fēng)險(xiǎn)[4] 蘭州純水設(shè)備。我國(guó)作為世界上最大的焦炭生產(chǎn)國(guó),焦化廢水污染的治理面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

        目前焦化行業(yè)對(duì)焦化廢水的處理一般采用A /A /O /O工藝和SBR工藝,但這兩種處理方法對(duì)焦化廢水色度和COD質(zhì)量濃度的處理并不理想。頒布的煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(gb16171 - 2012)和環(huán)境保護(hù)要求的不斷提高,焦化廢水的處理是不再局限于污水二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),但追求經(jīng)濟(jì)最大化和水資源再利用技術(shù),提高水資源的重用率在煉焦植物[5]。膜技術(shù)作為一種分離、凈化、濃縮的新技術(shù),由于工藝簡(jiǎn)單、能耗低、出水水質(zhì)好,在21世紀(jì)得到了廣泛的應(yīng)用,成為焦化廢水[6]深度處理的研究熱點(diǎn)之一。

        芬頓深度處理高濃度有機(jī)廢水是焦化廠、印染廠、制藥廠等企業(yè)常用的處理方法[7-8]。

        把廢水的二次沉淀池湖北省焦化廠為研究對(duì)象和聚醚砜超濾膜的基材,作者支持Fe3O4 super-hydrophilic和無(wú)機(jī)材料納米二氧化鈦抗菌,以便準(zhǔn)備PES膜親水,可以減少焦化廢水的化學(xué)需氧量。

        二氧化鈦-Fe3O4修改器是通過(guò)控制無(wú)水氯化鐵的比率,硫酸亞鐵七水硫酸鋅、二氧化鈦和并行控制進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析其影響孔隙度、接觸角,膜的水通量和保留率,從而確定最合適的修飾符。

    1實(shí)驗(yàn)部分

    1. 1實(shí)驗(yàn)材料與儀器

        PES、巴斯夫、德國(guó);N, N -二甲基乙酰胺(DMAC);聚乙烯吡咯烷酮(PVP k 30);二氧化鈦;七水硫酸亞鐵(FeSO4?7H2O);無(wú)水氯化鐵(FeCl3);濃鹽酸;集中氨;濃硫酸(98%H2 SO4);重鉻酸鉀(K2CrO7);六水硫酸亞鐵銨((NH4)2Fe(SO4)2?6H2O);1,10 -菲羅啉(一水合物)(C10H8N12?H2O);硫酸銀(Ag2 SO4);硫酸汞(HgSO4);過(guò)氧化氫(30% H2O2)。x射線衍射(XPert PRO MPD);靜滴接觸角測(cè)量?jī)x(JC2000C1);風(fēng)干箱(DZF6050);超聲分散儀(ch-01bm);流量測(cè)試儀(500ml),自制。

    1. 2  TiO2Fe3O4 添加劑的制備

        采用共沉淀法制備納米 TiO2Fe3O4 顆粒: 稱取適量的 TiO2 于裝有 100 mL 去離子水的錐形瓶中蘭州純水設(shè)備,用超聲波分散儀超聲分散 1 h 后,移到三頸燒瓶并加適量 的 稀 鹽 酸,用氮?dú)怛?qū)氧 30 min 并加熱到80℃。再以 n( Fe2+ ) n( Fe3+ ) = 1 2的比例稱取適量的七水合硫酸亞鐵和無(wú)水三氯化鐵,溶于 20 mL 去離子水中,并緩慢地滴加到三頸燒瓶中,持續(xù)攪拌1 h。準(zhǔn)確地量取 1 mL 濃氨水并用去離子水稀釋至10 mL,用恒壓漏斗逐滴加入到三頸燒瓶中蘭州水處理設(shè)備,持續(xù)攪拌并老化 2 h,全程控制溫度使其恒定 80℃,最后磁分離出產(chǎn)物,用去離子水反復(fù)洗滌至溶液呈中性,抽濾后置于 60℃ 的干燥箱中 24 h,冷卻后研磨,即得到納米 TiO2Fe3O4 復(fù)合物。

    1. 3 改性膜的制備

        采用浸沒(méi)沉淀相轉(zhuǎn)化法制備膜,以 TiO2 Fe3O4 為改性劑進(jìn)行共混改性,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)配比,如表 1所示。

        按照表 1 的實(shí)驗(yàn)配比進(jìn)行實(shí)驗(yàn),鑄膜液在電加熱套中以 75℃恒溫加熱攪拌 12 h 至鑄膜液澄清透亮,置于 60℃ 的真空箱內(nèi)靜置脫泡 4 h。脫泡后將鑄膜液緩慢地傾倒在玻璃板上,用玻璃棒快速地刮膜,預(yù)蒸發(fā) 40 s 后將其勻速緩慢地浸沒(méi)在 30℃ 的去離子水中,待膜自動(dòng)從玻璃板上脫落,轉(zhuǎn)移入另 1 份去離子水中浸泡蘭州純水設(shè)備,并定期更換去離子水以洗滌膜上殘留的鑄膜液,2d 后取出在室內(nèi)自然晾干,裝袋備用。

    1. 4 性能測(cè)試與表征

    1. 4. 1 TiO2Fe3O4 的表征

        利用荷蘭 PANalytical 分析儀器公司生產(chǎn)的 X衍射儀進(jìn)行 XD 測(cè)試,分別對(duì) Fe3O4 標(biāo)準(zhǔn)樣、TiO2 標(biāo)準(zhǔn)樣、制備的添加劑進(jìn)行表征分析。

    1. 4. 2 接觸角的測(cè)定

        將樣品裁剪為長(zhǎng)條形,貼在 40 mm×20 mm 的載玻片上,利用 JC2000C1 靜滴接觸角測(cè)量?jī)x進(jìn)行膜接觸角的測(cè)定。

    1. 4. 3 孔隙率的測(cè)定

    膜的孔隙率的測(cè)定采用干濕膜稱重法,其計(jì)算

    式為:ε = ( W1 W2 ) /ρw/( W1 W2 ) ρw + W1 /ρm ( 1) 其中: W1 為濕膜的質(zhì)量,kg; W2 為干膜的質(zhì)量,kg; ρw 為水的密度,取 0. 998 kg /m3 ; ρm 為膜的密度,取1. 37 kg /m3。

    1. 4. 4 水通量的測(cè)定

        利用自制的通量測(cè)試儀進(jìn)行水通量測(cè)定,首先將制備好的超濾膜在 0. 1 MPa 下預(yù)壓 15 min,倒掉去離子水,然后裝滿混有過(guò)氧化氫的焦化廢水( 過(guò)氧化氫的體積分?jǐn)?shù)為 5%) ,每 10 min 記錄 1 次滲透的水的體積,共記 6 組數(shù)據(jù)。每組膜測(cè)量 3 次取平均值,膜水通量的計(jì)算式為: J = Q/( A × t) ( 2) 其中: Q 為滲透的水量,L; A 為膜的有效過(guò)濾面積, 取 2. 83×103 m2 ; t 為過(guò)濾時(shí)間,h。

    1. 4. 5 COD 截留率的測(cè)定

        利用重鉻酸鉀法測(cè)定 COD,記原始焦化廢水的COD 值為 M0 ( mg /L) ,透過(guò)膜的濾液的 COD 值為 M1( mg /L) ,COD 截留率的計(jì)算式為: = ( M0 M1 ) /M0 × 100% ( 3)

     2 結(jié)果分析與討論

    2. 1 XD 分析

    Fe3O4、TiO2 和復(fù)合物的 X 射線衍射圖譜如圖 1所示。

        由圖 1 可以看出,Fe3O4 標(biāo) 準(zhǔn) 樣 在 2θ 為30. 6、35. 9、43. 9、58. 1、63. 9°時(shí)有較為明顯的衍射峰,說(shuō)明該樣品為尖晶石結(jié)構(gòu)的 Fe3O4。TiO2 標(biāo)準(zhǔn)樣在 2θ 為 25. 3、37. 8、48. 153. 9、55. 1、62. 7、68. 8、70. 3、75. 1°處有較為明顯的衍射峰,說(shuō)明其為體心立方結(jié) 構(gòu),屬于銳鈦礦晶型。而復(fù)合物在 2θ 為35. 6、37. 848. 1、53. 9、55. 162. 7°處有較為明顯的衍射峰,在 2θ 為 25. 3、37. 8、48. 1、53. 9、55. 1、62. 768. 8、70. 3、75. 1°的衍射峰明顯減弱,說(shuō)明 TiO2 的 衍射峰被 Fe3O4 的衍峰削弱,證明復(fù)合物是TiO2Fe3O4 復(fù)合物。

    2. 2 膜接觸角

        膜的接觸角隨 TiO2 Fe3O4 質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的散點(diǎn)圖如圖 2 所示。

        由圖 2 可以看出,當(dāng)不添加共混改性劑時(shí),接觸角最大,說(shuō)明單純的 PES 膜是疏水性比較強(qiáng)的膜,因?yàn)?/span> PES 含有0.jpg基團(tuán),所以表現(xiàn)出疏水性。

    而改性劑 TiO2 Fe3O4 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0. 2%時(shí),接觸角急劇減小,并且接觸角是最小的,可知親水性明顯提高,說(shuō)明 TiO2Fe3O4 作為添加劑對(duì)膜的親水性改性效果較好,原因是納米 TiO2 表面富含羥基蘭州水處理設(shè)備,從而表現(xiàn)出較高的親水性。此外,隨著改性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,接觸角先變大后變小,這是因?yàn)楫?dāng) TiO2 Fe3O4 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低時(shí),TiO2 表現(xiàn)出來(lái)的團(tuán)聚性能較弱,在外力的作用下,能夠均勻地分布在 PES膜的孔隙中,從而增加了膜的親水性。然而隨著改性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,TiO2 顯示出較強(qiáng)的團(tuán)聚性,使其聚集在一起,即使在外力的作用下也不能使其在膜上分布均勻,從而使其親水性相比低質(zhì)量分?jǐn)?shù)改性劑降低了。隨著改性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的進(jìn)一步增加,TiO2 在團(tuán)聚之后因其量大,依然能在膜上有較為廣泛的分布,所以親水性又再次增加。

    2. 3 膜的孔隙率與焦化廢水通量

    膜的孔隙率與焦化廢水通量變化情況如表 2所示。

        由表 2 可以看出,所制備的膜的孔隙率均在80%以上,說(shuō)明 PES 膜是一種多孔膜材料。其中,當(dāng)添加劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0. 2%時(shí)膜的孔隙率最大,為84. 1%; 質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 0. 6%、0. 8%、1. 0%時(shí)均較小,這是由于納米 TiO2 具有團(tuán)聚性,質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高時(shí)容易聚集在一起造成膜孔堵塞,從而導(dǎo)致膜的孔隙率降低蘭州純水設(shè)備。同時(shí),M2 的水通量最大,M1 的水通量最小,結(jié)合圖 3 可以看出,這與膜表面的接觸角有一定的關(guān)系,這是因?yàn)榧{米 TiO2 的表面有很多羥基,是很好的親水性基團(tuán),隨著膜親水性的提高,其與水的接觸就越大,也就越有利于水分子的進(jìn)入與傳遞,同時(shí)還有孔隙率的協(xié)同作用,從而更有利于水分子進(jìn)入膜孔。隨著改性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不斷增加,大量的TiO2 團(tuán)聚在一起,從而導(dǎo)致膜孔堵塞,抑制水透過(guò)膜,導(dǎo)致水通量降低,但是由于親水性的拮抗作用,所以焦化廢水通量并沒(méi)有出現(xiàn)急劇下降現(xiàn)象。

    2. 4 COD 截留率

    膜的截留率隨 TiO2 Fe3O4 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化情況如表 3 所示。

        由表 3 可以看出,未改性時(shí),PES 膜的截留率僅為 40%左右,而當(dāng) TiO2 Fe3O4 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0. 8%時(shí)其截留率高達(dá) 90%。由 Fenton 法可知,焦化廢水呈酸性,膜表面的四氧化三鐵會(huì)溶解出來(lái),在 H2O2 的作用下全部變成 Fe2+,然后 Fe2+ H2O2 反應(yīng)生成氧化能力很強(qiáng)的·OH,和廢水中的有機(jī)物反應(yīng)從而降低 COD 值。TiO2Fe3O4 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從 0 增加到0. 8%時(shí),COD 值逐漸降低,但是當(dāng)其大于 0. 8%之 后,COD 值基本保持不變,這是因?yàn)榧尤氲浇够瘡U水中 H2O2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的最優(yōu)值是一定的,所以當(dāng)TiO2Fe3O4 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0. 8%時(shí),Fe2+已經(jīng)達(dá)到了飽和狀態(tài),繼續(xù)增加其質(zhì)量分?jǐn)?shù)也不會(huì)再增加其COD 的處理能力。

    2. 5 綜合評(píng)定分析

        綜上所述,添加的 TiO2 Fe3O4 質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同,對(duì)膜的結(jié)構(gòu)與性能的影響也不同,所以綜合考慮,選用膜的水通量和膜的截留率以及制作成本的節(jié)約值作為評(píng)價(jià)指標(biāo),應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理,使結(jié)果更加可靠,更有說(shuō)服力。其中水通量的權(quán)重設(shè)定為 0. 4,截留率權(quán)重設(shè)定為 0. 5,成本節(jié)約的權(quán)重設(shè)定為 0. 1,數(shù) 據(jù) 處 理 結(jié) 果 如表 4所示。

        由表 4 可以看出,TiO2 Fe3O4 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 8%時(shí),處理焦化廢水的綜合性能最好,其次是TiO2Fe3O4 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1. 0%時(shí),但是由于改性劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大,因而制備改性劑所需的成本較高,不符合工業(yè)實(shí)際利益要求。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0. 2%時(shí)水通量最大,但是由于其降低 COD 性能差,后續(xù)仍然需要降 COD 的步驟,也會(huì)增加處理成本,故而在PES 膜中添加 0. 8%的改性劑最具有經(jīng)濟(jì)效益蘭州水處理設(shè)備。 3 結(jié)論膜過(guò)濾結(jié)合 Fenton 法對(duì)焦化廢水 COD 的降低取得較好的成果,通過(guò)改變改性劑 TiO2Fe3O4 的質(zhì)量分?jǐn)?shù),使得 PES 膜的水通量、親水性以及截留率都得到極大的改善蘭州純水設(shè)備,在其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0. 2%時(shí),水通量由 78. 98 L /( m2·h) 提高到 145. 23 L /( m2·h) ,接 觸角由 66. 25°降低到 46°,得到的膜的親水性能以及水通量效果最好。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0. 8%時(shí),截留率從 39. 22% 增 加 到 90. 20%,得 到 改 性 膜 M5 降 低

    COD 的能力最強(qiáng)。再結(jié)合綜合生產(chǎn)實(shí)際考慮,得出最適的改性劑 TiO2 Fe3O4 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0. 8%,其綜合評(píng)定值最高,此時(shí)改性膜的滲透性能和 COD 截留率均最佳,即能以較低的成本、較高的效率處理焦化廢水,在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中具有重要意義。蘭州水處理設(shè)備  去離子水設(shè)備  去離子水設(shè)備

    三级片国语一区二区,婷婷国产天堂久久综合亚洲,国产初高中生真实在线视频,中文无码乱人伦中文视频在线V
    <code id="obvdw"></code>

    <dl id="obvdw"></dl>