高级氧化技术处理丙烯腈污水的研究
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摘要
丙烯腈(AN)污水是一种危害十分严重而又普遍存在的化工污水，因其本身及分解产物具有毒性，在处理过程中需采取非常特殊的方法。
本文综述了AN污水的来源、危害、处理现状以及常见的几种处理方法，提出以高级氧化技术(AOPs)作为高浓度AN污水前期预处理的新方法。实验中首次采用光化学氧化、K_2FeO_4氧化、Fenton试剂、UV—TiO_2光催化处理模拟AN污水，研究了不同处理技术对体系AN和COD去除反应效果及特点，考察了模拟体系中氧化剂及催化剂投加量、AN初始浓度、pH值、温度及紫外光照等因素对反应的影响。
研究结果表明：①采用紫外光技术处理模拟AN污水可以达到较好的处理效果。对于高浓度模拟AN污水(300mg/L)，紫外光照射80min，体系AN与COD残存率分别为31％、61％，延长光照时间至180min，COD残存率降至30％以下，同时升高反应温度可以提高AN污水处理效果。②高铁酸钾是一种独特的高效水处理剂，可以氧化絮凝去除体系中AN，处理过程中不会产生二次污染。实际处理300mg／L的AN污水时，加入20mg／L高铁酸钾，反应80min，体系AN与COD残存率降至20％、50％以下，延长反应时间至180min，COD残存率在25％以下。③对于高浓度模拟AN污水，Fenton试剂作为前期预处理是一种有效方法。当AN浓度为300mg／L时，投加400mg/L Fe~(2-)，400mg／L H_2O_2，反应15min，AN残存率在20％以下。分别加大Fe~(2-)、H_2O_2投加量可提高AN去除率，但过高均会导致去除效果下降。④投加20mg／L TiO_2处理300mg/L AN污水，紫外光照射180min，体系COD残存率在15％以下，同时不会对环境产生二次污染。⑤比较UV、K_2FeO_4、Fenton、UV-TiO_2试剂处理模拟AN污水效果、实际操作及对环境影响，发现有如下顺序：UV＞UV-TiO_2＞K_2FeO_4＞Fenton。
Wastewater containing acrylonitrile (AN) is a kind of industrial wastewater which generally exist with harmful substance. Because of toxicity.it is necessary to adopt a very special method in the course of treatment.
In this paper, the source, toxicity, present situation and usual treatments of wastewater containing AN were reviewed. A novel technique of advanced oxidation processes (AOPs) is used to the treatment of the high concentration wastewater. Adopting photochemistry, k2FeO4, Fenton reagent and TiO2 oxidation for treatment of containing AN wastewaters, we studied features and effects of different techniques on the removing of AN and COD. The influence of the amount of oxidant and catalyst, initial concentration of AN, pH value, temperature and UV on the reaction in the simulating system were investigated.
The results show (1)that a treatment of the simulating wastewater by using UV can get a good result, to the wasterwater containing 300 mg/L AN, by using UV illumination of 80 mins, rates of AN and COD residue are 31%, 61% respectively, lending the illuminating time of 180 mins, the residue rate of COD is below 30%, and rising the temperature can increase the result of desposal at the same time (2)that K2FeO4 compound is a kind of highly efficient water treatment agent, and it can oxidize AN without repollution, by disposing the wastewater (300 mg/L), putting 20 mg/L K2FeO4, reacting 80 mins, rates of AN and COD residue are below 20%, 50% respectively, and by longing the reacting time of 180 rains, the rate of COD residue is below 25% (3)that a treatment of the simulating wastewater containing 300 mg/L AN,Fenton reagent is a kind of effective method, putting 400mg/L Fe2+ and 400mg/L H2O2 respectively and reacting 15mins can make the residue rate decrease to below 20%. Raising the amount of Fe2+, H2O2 respecti
vely can increase the removing rate, too high to result in removing rate dropping ﹖hat by using TiO2(20mg/L) to disposal the wastewater of 300 mg/L, the rate of COD residue is below 15% without second pollution (5)Comparing with the efficiency, practical operations and influences on environment of UV, K2FeO4, Fenton reagent, UV-TiO2, we can conclude that there is the order: UV>UV-TiO2>K2FeO4 Fenton reagent.
本文综述了AN污水的来源、危害、处理现状以及常见的几种处理方法，提出以高级氧化技术(AOPs)作为高浓度AN污水前期预处理的新方法。实验中首次采用光化学氧化、K_2FeO_4氧化、Fenton试剂、UV—TiO_2光催化处理模拟AN污水，研究了不同处理技术对体系AN和COD去除反应效果及特点，考察了模拟体系中氧化剂及催化剂投加量、AN初始浓度、pH值、温度及紫外光照等因素对反应的影响。
研究结果表明：①采用紫外光技术处理模拟AN污水可以达到较好的处理效果。对于高浓度模拟AN污水(300mg/L)，紫外光照射80min，体系AN与COD残存率分别为31％、61％，延长光照时间至180min，COD残存率降至30％以下，同时升高反应温度可以提高AN污水处理效果。②高铁酸钾是一种独特的高效水处理剂，可以氧化絮凝去除体系中AN，处理过程中不会产生二次污染。实际处理300mg／L的AN污水时，加入20mg／L高铁酸钾，反应80min，体系AN与COD残存率降至20％、50％以下，延长反应时间至180min，COD残存率在25％以下。③对于高浓度模拟AN污水，Fenton试剂作为前期预处理是一种有效方法。当AN浓度为300mg／L时，投加400mg/L Fe~(2-)，400mg／L H_2O_2，反应15min，AN残存率在20％以下。分别加大Fe~(2-)、H_2O_2投加量可提高AN去除率，但过高均会导致去除效果下降。④投加20mg／L TiO_2处理300mg/L AN污水，紫外光照射180min，体系COD残存率在15％以下，同时不会对环境产生二次污染。⑤比较UV、K_2FeO_4、Fenton、UV-TiO_2试剂处理模拟AN污水效果、实际操作及对环境影响，发现有如下顺序：UV＞UV-TiO_2＞K_2FeO_4＞Fenton。
Wastewater containing acrylonitrile (AN) is a kind of industrial wastewater which generally exist with harmful substance. Because of toxicity.it is necessary to adopt a very special method in the course of treatment.
In this paper, the source, toxicity, present situation and usual treatments of wastewater containing AN were reviewed. A novel technique of advanced oxidation processes (AOPs) is used to the treatment of the high concentration wastewater. Adopting photochemistry, k2FeO4, Fenton reagent and TiO2 oxidation for treatment of containing AN wastewaters, we studied features and effects of different techniques on the removing of AN and COD. The influence of the amount of oxidant and catalyst, initial concentration of AN, pH value, temperature and UV on the reaction in the simulating system were investigated.
The results show (1)that a treatment of the simulating wastewater by using UV can get a good result, to the wasterwater containing 300 mg/L AN, by using UV illumination of 80 mins, rates of AN and COD residue are 31%, 61% respectively, lending the illuminating time of 180 mins, the residue rate of COD is below 30%, and rising the temperature can increase the result of desposal at the same time (2)that K2FeO4 compound is a kind of highly efficient water treatment agent, and it can oxidize AN without repollution, by disposing the wastewater (300 mg/L), putting 20 mg/L K2FeO4, reacting 80 mins, rates of AN and COD residue are below 20%, 50% respectively, and by longing the reacting time of 180 rains, the rate of COD residue is below 25% (3)that a treatment of the simulating wastewater containing 300 mg/L AN,Fenton reagent is a kind of effective method, putting 400mg/L Fe2+ and 400mg/L H2O2 respectively and reacting 15mins can make the residue rate decrease to below 20%. Raising the amount of Fe2+, H2O2 respecti
vely can increase the removing rate, too high to result in removing rate dropping ﹖hat by using TiO2(20mg/L) to disposal the wastewater of 300 mg/L, the rate of COD residue is below 15% without second pollution (5)Comparing with the efficiency, practical operations and influences on environment of UV, K2FeO4, Fenton reagent, UV-TiO2, we can conclude that there is the order: UV>UV-TiO2>K2FeO4 Fenton reagent.
引文
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