废水处理工艺论文提纲

论文题目：含丙酮高氟废水处理工艺研究

摘要：聚醚醚酮精制生产过程中使用大量的纯水作溶剂,因此会产生相应数量的工业废水。废水中包括较高浓度的丙酮、氟化钠及微量的聚醚醚酮、二苯砜等。这些水直接排放会对环境造成较大的危害,尤其丙酮及氟化钠浓度远高于10000 mg/L,不允许直接排放,故需对其进行处理。处理后的COD（主要是丙酮）要小于80 mg/L,氟离子浓度小于10 mg/L。根据废水组成及温度,经过一段时间摸索,确定了相应的实验方法。通过分子蒸馏,回收大部分丙酮,使水中COD浓度降低到原浓度的2.5%左右;加入氯化钙,再经过板框过滤,使水中F-浓度降到10 mg/L以下;经过羟基氧化使水中COD进一步降低;最后经过活性炭吸附COD降到80 mg/L以下,氟离子浓度小于8 mg/L,根据实验过程及处理的连续性,确定了水处理工艺及主要设备分子蒸馏塔的结构。分子蒸馏过程主要考察了进料温度、进料量、蒸发器温度、刮膜速度及不同蒸馏次数对COD脱除率的影响。在进料温度32℃,进料量600 ml/h,蒸发器温度33℃,刮膜速度160 r/min,蒸馏次数为四次时,丙酮总回收率为97.7%。分子蒸馏后的水加入氯化钙生成氟化钙沉淀,用板框过滤机过滤,结果是氟离子浓度平均降至7.8 mg/L,F-离子脱除率达99%。滤饼红外光谱分析显示,微量固体有机物聚醚醚酮、二苯砜得到脱除。扫描电镜检测显示,滤饼结构致密,形态规则,形成致密滤层,更有利于微小颗粒的截留。通过热重分析,滤饼失重3.9%,确定主要为结合水与有机物失重。电羟基氧化主要考察了反应时间、电流密度、p H及电势差对COD脱除率的影响,在p H=6,氧气通入量1 L/min,电流密度11.4 m A/cm~2,处理时间80 min时,COD脱除率为80%。利用活性炭吸附羟基氧化处理的废水,加盐废水与未加盐废水经过90 min后达到吸附平衡,COD脱除率为98%,剩余COD为4 mg/L左右,当吸附时间为30 min时,COD浓度低于80 mg/L。活性炭用热水解吸,120 min后达到解吸平衡。活性炭再生后,重新进行吸附,COD脱除率为96%。活性炭对丙酮吸附动力学过程与准一级吸附模型拟合度较高,说明吸附过程主要为物理吸附。根据实验过程及结果,设计出了此废水处理工艺,并根据分子蒸馏次数及来水状况设计出分子精馏塔,使设备结构更合理,工艺过程更紧凑。与传统的水处理方法相比,回收了大量丙酮;获得了可二次利用的氟化钙;大大缩短了水处理时间。

关键词：含丙酮废水;含氟废水;废水处理;分子蒸馏;板框过滤;羟基氧化;活性炭吸附;处理工艺

学科专业：化学工程与技术

摘要

Abstract

第1章 文献综述

1.1 研究背景

1.2 含丙酮废水水处理的国内外研究现状

1.2.1 丙酮的使用价值及危害

1.2.2 物理法

1.2.3 化学方法

1.2.4 生物处理法

1.3 吸附法的研究现状

1.4 分子蒸馏技术现状

1.5 电芬顿(EF)法研究现状

1.6 本文研究目的及内容

第2章 实验部分

2.1 实验药品及仪器

2.1.1 实验用水

2.1.2 丙酮(COD)回收药品及仪器

2.1.3 氟离子脱除药品及仪器

2.1.4 羟基氧化药品及仪器

2.1.5 活性炭吸附药品及仪器

2.2 实验装置

2.2.1 过滤实验装置

2.2.2 丙酮回收-分子蒸馏装置

2.2.3 板框过滤装置

2.2.4 羟基氧化实验装置

2.2.5 吸附实验装置

2.2.6 分析用蒸馏装置

2.3 表征及分析检测仪器

2.4 实验方法

2.4.1 过滤

2.4.2 丙酮(COD)脱除实验方法

2.4.3 氟离子脱除

2.4.4 羟基氧化

2.4.5 活性炭吸附实验方法

第3章 结果与讨论

3.1 分子蒸馏脱除废水中丙酮

3.1.1 蒸发器温度对丙酮脱除率的影响

3.1.2 进料量对丙酮脱除的实验

3.1.3 刮膜速度对丙酮脱除的影响

3.1.4 进料温度对丙酮脱除率的影响

3.1.5 多次处理对丙酮脱除的影响

3.2 氟离子脱除

3.2.1 板框过滤

3.2.2 红外检测

3.2.3 热失重

3.2.4 扫描电镜检测

3.3 羟基氧化

3.3.1 反应时间对COD脱除及水浊度的影响

3.3.2 电流密度对COD脱除及水浊度的实验

3.3.3 pH对COD脱除及浊度的影响

3.3.4 电势差对COD去除的影响

3.4 吸附

3.4.1 静态吸附

3.4.2 动态吸附

第4章 水处理工艺确定及分子蒸馏塔设计

4.1 水处理工艺设计

4.2 分子精馏塔设计

第5章 结论

致谢

参考文献