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[环境工程]毛纺厂印染废水处理工艺设计[开题+任务书+文献+翻译+毕业论文][环境工程]毛纺厂印染废水处理工艺设计[开题+任务书+文献+翻译+毕业论文]

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环境工程 毛纺厂 印染 废水处理 工艺 设计 开题 任务书 文献 翻译 毕业论文
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毕业论文:文献综述 学生姓名:吴昊 定稿时间:2014 年 4 月 30 日 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 毕业论文(设计)文献综述毕业论文(设计)文献综述 题目:印染废水处理综述题目:印染废水处理综述 学学 院:环境科学与工程学院院:环境科学与工程学院 专专 业:环境工程业:环境工程 班班 级:环境工程级:环境工程 1001 学学 号:号:1013100131 学生姓名:吴昊学生姓名:吴昊 指导教师:何闪英指导教师:何闪英 二二○○一三一三 年十一年十一 月月 毕业论文:文献综述 学生姓名:吴昊 定稿时间:2014 年 4 月 30 日 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 印染废水处理综述印染废水处理综述 摘要摘要:印染废水是一种有机物含量高,色度高,生化性能差的难降解废水。本 文介绍国内企业印染废水的污染现状及对周边环境和人体健康的影响。着重阐 述绍兴县面料基地印染废水的污染情况及当今污水处理的方法,并对多种污水 处理工艺进行评价,同时讲述印染废水处理工艺未来的发展趋势。 关键词关键词:印染废水;绍兴县面料基地;污水处理技术;工艺发展趋势 毕业论文:文献综述 学生姓名:吴昊 定稿时间:2014 年 4 月 30 日 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ The review of dyeing wastewater treatment Abstract:Printing ang dyeing wastewater is a kind of wastewater with high content of organic matters,high colority and poor biochemical performance and is hard to degrade .This article Introduces dyeing wastewater pollution status of domestic enterprises, and its impact on enviroment around and the health of human beings.The content focuses on elaborating about pollution status based on dyeing wastewater of Shaoxing fabric base and the method of sewage treatment today,evaluating a variety of sewage treatment processes, at the same time talk about the future of printing and dyeing wastewater treatment trends. Keywords:Dyeing wastewater;Shaoxing fabric base;Sewage treatment processess;Technology Trends 毕业论文:文献综述 学生姓名:吴昊 定稿时间:2014 年 4 月 30 日 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 前前 言言 纺织印染行业是促进国民经济快速发展不可缺少的行业,也是为人们提供 日常衣物及布料的源头行业。近几年,国家把印染行业的技术改造列入纺织行 业重点支持的行业,同时在技术开发和科技攻关方面也给予了相应政策支持与 经济补贴,使我国印染行业在品种、质量、效益等各个方面得到很大改善,使 其整体竞争力有所提高。而作为一个传统行业,如今却饱受批判的声音,原因 是在其粗放型的发展过程中,所排放的废水深深地影响了人们生活的环境和人 体的健康。 1.1 国内印染废水的污染现状 纺织印染行业是我国传统的支柱产业,包括纺织部分、印染部分、化纤部 分和纺织专用设备制造等 4 个部分。据大致统计,我国印染废水的每天排放量 为 400~500 万立方米,具有有机污染物浓度高、排放水量大、碱度大、色度深、 水质不稳定、成分复杂等特点,属于较难处理的工业废水。而如今,随着国民 经济的快速持续发展,我国的印染业也开始进入了高速发展期,设备的技术含 量和工艺技术水平明显提升,生产工艺及设备不断更新换代,印染企业尤其是 民营印染企业的发展非常迅速。然而,印染行业生产过程中排放的“三废” ,尤 其是废水治理不当将会对环境造成严重污染;另一方面,随着产品结构和印染 工艺的改变,印染废水水质也发生了大幅度变化,废水的处理难度也随之加大 [1]。 1.2 印染废水的组成和分类 印染废水是在纤维织物染色、印花过程中所产生的废水。但实际印染厂一 般均有染整工艺,而且整理工艺所产生污染废水贡献常大于印染部分。 印染废水不仅仅是“一种”废水,而是一种由多种成分组成的,很复杂的 废水。根据所含纤维的不同,例:棉、毛、麻、丝、粘胶(人造纤维)和各种化 学纤维(如涤纶、丙纶、氨纶、腈纶、锦纶等),所用染料不同(阳离子、酸性、 活性、靛蓝、分散、硫化染料等)、助剂也不同,印染废水性质差别很大,处理 方法也相应地有所不同。印染废水分类是根据纤维种类、染整工艺来划分的。 印染产品按大类分为漂白布匹、染色布匹和印花布匹三类。其中,漂白布的比 重最小,占 13%左右;印花布占 24%左右;染色布所占的比重最大,约为 63%。印 毕业论文:文献综述 学生姓名:吴昊 定稿时间:2014 年 4 月 30 日 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 染产品按纤维分为棉混纺印染布、棉印染布和纯化纤印染布三类:棉混纺印染布 约为 28%;棉印染布比重约为 37%;纯化纤印染布比重在 35%左右。加上毛、麻、 丝、锦纶、腈纶等印染织物,每年约有 200 万吨[2]可产生。 单就印染废水而言,其中的废水污染物大部分为有机物,以主要污染指标 COD 为例,主要的不是由染料所造成的而是由助剂引起的,因为大多数染料的 上染率在 70%以上,废水中残余染料不多(对 COD 的贡献只是一部分),但助 剂(助染剂、渗透剂)基本留在废水中。当然废水中的色度主要由染料所产生。 印染废水的另一特点是可生化性差,一般 B/C 比在 0.25 左右[3]。 1.3 中国印染废水产生量及其分布 据统计,中国有统计资料的且具有一定规模的印染织物总量的在 2003 年为 290 亿米,加上未能统计到的小型印染厂,估计总印染量为 320 亿米。按平均 印染 100 米的织物产生废水 5 吨来计算,全中国每年产生印染废水约为 16 亿吨。 我国印染废水的产生和分布见表 1。 表表 1 我国印染废水的产生和分布(我国印染废水的产生和分布(2002 年统计数据)年统计数据) 产地全国浙江 (其中 绍兴县) 江苏广东山东福建其他 产量 (亿米) 251.32125.47 (70.4 ) 32.0531.7518.309.8033.95 废水量 (亿吨) 12.576.27(3 .52) 1.61.590.920.491.70 废水量 (万吨) 349.2142.3( 97.8) 44.5144.1025.4213.6147.15 所占比 重(%) 10049.94( 28) 12.7512.637.283.913.51 毕业论文:文献综述 学生姓名:吴昊 定稿时间:2014 年 4 月 30 日 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 由表 l 可见:浙江、江苏、广东、山东及福建 5 省印染量约占全国总量的 90%,同时配套的原料、纺织、针织等,全国纺织、印染废水绝大部分集中在 这 5 个省。 1.4 绍兴县面料基地污染现状 浙江省绍兴县位于钱塘江畔,素来负有“江南水乡”和“鱼米之乡”的盛 誉。该县历史悠久,人杰地灵,经济、文化均较发达,酿酒和轻纺是该县的主 要传统工业。党的十一届三中全会以来,绍兴县的工业发展迅猛,产值连续几 年占居全省之首。以印染,轻纺为主的绍兴县部分地区,例如上虞,滨海等地, 近年来逐渐扬起发展的势头,带领绍兴县走在中国纺织印染行业的前列。同时, 在发展的大好前景下,绍兴县的居民日益感受到印染废水带来的危害。根据不 完全统计,乡镇印染行业工业用水量及废水排放量在绍兴县 10 个主要污染行业 中分别占总量的 86.8%和 89.2%。印染行业废水污染物主要是 COD、SS 和 S2- ,分别占该县乡镇工业排放总量的 82.8%、66.1%和 80.0%。调查结果还表明, 乡镇印染行业新鲜用水转化为废水排放的比率也是比较高的,转化率为 90.5%[4]。 1.5 印染废水对周边环境和人体健康的危害 1.5.1 印染废水中染料的危害 造成印染废水色度的主要因素是废水中存在的染料显色而导致排放的污水 中存在各种颜色。据估计,全世界纺织印染用染料生产数量大致为每天 40 多万 吨,印染加工过程中约有 10%~25%的染料以溶于废水的形式排出,进入江湖、 大海、河流等地面水及地下水中。废水中的染料能吸收光线,降低水体的透明 度,严重影响水生生物和微生物生长,并且不利于水体自净,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。因此,对染料的排放要求必 须严格控制,尤其是那些对人体及环境毒害程度严重的染料,如一些偶氮类染 料和酞青铜盐类染料[5]等。 1.5.2 印染废水中重金属的危害 一般的生化方法对铬、铅、汞等重金属盐类,难以起到降解作用。因此它 们在自然环境中能够长期存在,并且会通过食物链等生物传递危及人体健康。 日本在上个世纪曾发生过重金属汞和镉污染灾害而造成的水俣病、痛痛病等公 害事件。重金属铬在印染行业中在加工方面用量相对较多,染色工艺中则常用 重铬酸钾作氧化剂和媒染剂。 1.5.3 其它物质的危害 毕业论文:文献综述 学生姓名:吴昊 定稿时间:2014 年 4 月 30 日 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 对于那些易产生甲醛的树脂整理剂、有机金属阻燃剂、含铬防水剂、部分 阳离子型柔软剂等危害程度大,又不能用传统方法处理的污染必须严格控制和 排放。一般的,酸、碱、盐等物质和肥皂等洗涤剂虽然相对无害,但它们对环 境仍有一定的影响。近些年,许多含氮磷的化合物大量用于生产净洗剂,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, 严重影响水体平衡。中国池塘大面积浮鱼和近海水域发生严重赤潮就是明显的 水体富营养化的例子。因此,对这类物质的使用量也应该有所控制,必须限制 其大量使用。印染废水含大量的有机污染物,排入水体将消耗溶解氧,破坏水 生态平衡,危及鱼类和其它水生生物的生存。沉于水底的有机物,会因厌氧分 解而产生硫化氢等有害气体,使环境恶化。 印染废水的色泽深,严重影响受纳水体外观。造成水体有色的主要因素是 染料。目前全世界染料年总生产量在70万吨以上,其中60%以上用于纺织品染色; 而在纺织品印染加工中,有10%~25%的染料作为废物排出。印染废水的色度尤 为严重,用一般的生化法难以去除。有色水体还会影响日光的透射,不利于水 生物的生长。在使用化学氧化的方法去除色度时,虽然能使水溶性染料中的发 色基被破坏而褪色,但其残余物的影响仍然存在。排放的印染废水大部分偏碱 性,进入农田,会使土地盐碱化;染色废水的硫酸盐在土壤的还原条件下可转 化为硫化物,产生硫化氢[5]气体。 2.1 印染废水处理技术 2.1.1 物理处理方法 2.1.1.1 沉淀 废水中的悬浮颗粒物,经混凝剂混凝后形成的絮体、生物作用处理后产生 的污泥或生物膜可在重力作用下而分离,这一过程称为沉淀。沉淀法只适用于 去除 20-100 微米及以上的颗粒。 2.1.1.2 气浮 气浮法也称浮选法,其原理是设法使水中产生大量的微小气泡,以形成水、 气及被去除物质的三相混合体,在气泡上升浮力、界面张力及静水压力差等多 种力的共同作用互相平衡的条件下,促进细微气泡粘附在被去除的微小颗粒上 后,因粘合体密度小于水的密度而上浮到水面,从而使水中悬浮物被分离去除。 2.1.2 化学处理方法 2.1.2.1 化学混凝沉淀法 化学混凝沉淀法是目前较为常用的处理方法,对印染废水中的悬浮颗粒物 毕业论文:文献综述 学生姓名:吴昊 定稿时间:2014 年 4 月 30 日 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 及胶状物质有较好的去除效率,操作管理也较为方便,常用石灰和硫酸亚铁作 为絮凝剂进行处理,其工艺流程一般如图 1 所示。 图图 1 化学混凝沉淀法治理印染废水工艺流程化学混凝沉淀法治理印染废水工艺流程 废水排放量较大的企业则多采用蜂窝斜管沉淀法,废水量较少的企业一般 采用间歇式处理。该法处理后出水一般较为稳定,正常运行时,COD 去除率可 达 50-70%,运行费用约 0.4 元/吨水,设备投资 150-200 元/吨水。由于该法投 资较少,操作较简单,而且处理成本较低,对使用不同染料的废水可采用不同 型号的混凝剂,且对不同的废水适应性强。因此,是一种颇受乡镇印染企业青 睐的治理技术。但该方法一般处理后仍然不能达到国家规定的排放标准,且污 泥量大,处理不当会造成二次污染[6]。而色度的去除,一般以物理化学方法为 主,对于规模大、处理技术水平高的工厂,则可采用电解、化学絮凝、臭氧氧 化等工艺,对于小规模的工厂,可采用炉渣过滤[7]的方式。 2.1.2.2 混凝气浮法 该法是近年来发展较快的印染废水治理技术,设备投资约 200-250 元/吨废 PH 调节絮凝剂 混 凝 池 沉 淀 池 清 流 溢 出 排 放 匀 质 池 废 水 污泥干化 或拌入煤渣 毕业论文:文献综述 学生姓名:吴昊 定稿时间:2014 年 4 月 30 日 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 水,且占地面积较小,能够比较适合乡镇企业生产特点,因而在绍兴县应用范 围较广,很有发展前途。该法常采用碱式氯化铝和聚丙烯胺作为絮凝剂[8]。其 工艺流程见图 2 。 该法污泥产生量少,但动力消耗较大,且操作要求高,有诸多的外界条件 影响处理效果。正常运行时 COD 去除效率可达 70%以上,实际运行时去除率常 常达不到设计要求。而且由于混凝剂质量不稳定,无法准确达到配比要求而影 响处理效果。该法需较好地解决混凝剂问题,并提高操作人员的技术素质。 其他治理方法诸如生化法、氧化法、活性吸附法等,在绍兴县乡镇印染行 业中应用较少。 图图 2 混凝气浮法治理印染废水工艺流程混凝气浮法治理印染废水工艺流程 2.1.2.3 氧化脱色法 (一)氯氧化脱色法:利用存在在废水中的显色有机物具有较容易氧化的 特性,应用氯或其化合物作为氧化剂,氧化显色有机物并且破坏其结构,达到 脱色的目的。 (二)臭氧氧化脱色法:在印染废水处理过程中,脱色处理应用臭氧进行, 一般认为,染料显色是由染料的发色团引起,如:偶氮基,乙烯基,氧化偶氮 基,亚硝基,羰基等。这些发色基团都有不饱和键,臭氧能使染料中所含的这 些基团氧化分解,生成分子量较小的有机酸和醛类,使其失去发色能力。 (三)光氧化脱色法:利用光和氧化剂联合作用时产生的强烈氧化作用, 氧化分解废水中的有机污染物,使废水的 BOD,COD 和色度大幅度下降的一 种处理方法。光氧化脱色法中采用的氧化剂有臭氧、氯、过氧化氢、空气等, 常用的是氯气,有效光是紫外线。紫外线对氧化剂的分解和污染物质的氧化起 催化作用。因此用特殊紫外线作为光源为佳。 2.1.3 生物处理方法 废 水 均 质 池 气 浮 池 污泥干化槽 脱 水 溶 气 水 碱式氯化铝 水外排或进一 步处理 调 PH 毕业论文:文献综述 学生姓名:吴昊 定稿时间:2014 年 4 月 30 日 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 2.1.3.1 厌氧生物处理技术 印染废水的厌氧生物处理指的是在废水中没有存在游离氧的情况下,以厌 氧微生物为有机物的主要降解对象进行降解的一种处理方法。在厌氧生物处理 过程中,有机化合物被降解,转化为简单、稳定的化合物,同时释放出能量。 依据微生物生理类群的代谢差异,可把有机物厌氧的分解分为三个阶段。 第一阶段为水解发酵阶段,微生物使碳水化合物,蛋白质,脂肪转化为单 糖、氨基酸、脂肪酸、CO2、H2 等; 第二阶段为产氢产乙酸阶段; 第三阶段为甲烷化阶段。 (1)水解酸化反应池 水解(酸化)处理方法是一种介于厌氧和好氧处理法之间的方法[9],和其 它工艺组合可以降低处理成本并提高处理效率。水解酸化工艺根据产甲烷菌与 水解产酸菌生长速度不同,将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和 第二阶段,即在大量水解细菌和酸化菌作用下将不溶性的有机物水解为溶解性 有机物,将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程, 从而改善废水的可生化性,为后续处理奠定良好基础。 (2)升流式厌氧污泥床反应器 UASB 由三相分离器(包括沉淀区)、污泥反应区和气室三部分组成。在底 部反应区内存在大量厌氧污泥,具有良好的凝聚性能和沉淀性能的污泥在下部 形成厚厚的污泥层。需要处理的污水从厌氧污泥床底部流入污泥层中,与污泥 进行混合接触,污泥中的微生物能够分解污水中的有机物,把它分解为沼气。 沼气以微小气泡形式不断放出,微小气泡在释放过程中,不断合并,逐渐形成 较大的气泡,在污泥床上部由于沼气的冲击形成一个污泥浓度较稀薄的污泥与 水一起上升进入三相分离器,沼气遇到分离器下部的反射板时,喷向反射板的 四周,然后穿过水层进入气室,集中在气室的沼气将用导管导出,固液混合液 经过反射进入三相分离器的沉淀区内,污水中的污泥发生絮凝,颗粒渐渐增大, 并在重力作用下进行沉降。沉淀到斜壁上的污泥沿着斜壁落回厌氧反应区内, 使反应区内积累大量的污泥,与污泥分离后废液从沉淀区溢流堰上部溢出,然 后排出污泥床外。 2.1.3.2 好氧生物处理技术 生物接触氧化法和活性污泥法是生物法处理废水的两种基本方法[10],在印 染废水处理中这两种方法以处理效率高,运行费用低而得以广泛应用[11]。 (1)活性污泥法 毕业论文:文献综述 学生姓名:吴昊 定稿时间:2014 年 4 月 30 日 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 活性污泥法是以活性污泥为主体的生物废水处理的主要方法。活性污泥法 是向废水中通入空气,经一段时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝 物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群落,具有很强的氧化与吸附有机物的 能力。 (2)生物膜法 生物膜法是利用附着于某些固体表面的微生物(即生物膜)进行污水处理 的方法。生物膜是由高度密集的好氧细菌、厌氧细菌、兼性细菌、真菌、原生 动物以及藻类等组成的生物生态系统,其附着的固体介质称为载体或滤料。生 物膜从滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层和运动水层。生物膜法的原 理是,生物膜首先吸附水层中的有机物,由好气层的好氧细菌将其进行分解, 再进入厌气层进行厌氧分解,流动水层的作用则是加速生物膜脱落和更新,以 保持较大活性[12],如此往复以达到净化污水的效果。 3 印染废水处理工艺未来发展趋势 我国是纺织印染行业的大国,每天对许多印染废水进行排放,排放的印染 废水占工业废水总量的十分之一,同时,每年需要用掉 120 多亿吨的清洁水。 正是因为如此,面对这样巨大的排放量,若不加以管制及提升技术,则会对相 当大的一片土地造成污染。针对印染废水高浓度,高 PH 值,高色度,难降解 和难控制的特点,印染废水一直通过传统的活性污泥法,物理化学法和膜处理 法等进行处理和净化。但这些方法在处理的过程中都存在二次污染的现象。而 近年来新出现的高级氧化法,如紫外辐射法、光催化氧化法、Fenton 氧化法、 臭氧氧化法以及辐射降解法等,以其高效降解,无二次污染等优点逐渐得到研 究人员广泛关注。在诸多高能氧化法中,辐射技术具备效率高,处理效果好, 工艺简单,对环境影响小等特点,是一种应用前景较广的废水处理方法。再就 是膜与其他技术相结合,如何降低膜的制作成本来提高过滤性能,保持膜的通 量稳定,是未来研究的重点和方向。 而“十一五”期间,印染行业发展总体良好:产量和产值持续增长,运行 质量及效益提高;内需拉动的作用增强,国际竞争力明显提升;结构调整取得 进展,转型升级加快推进;淘汰落后的产能效果显著,扎实推进节能减排。印 染行业“十一五”时期产量的增速低于“十五”时期,从数量型增长向质量效 益型增长转变明显。 “十一五”期间,印染行业经历了应对危机的特殊状态,克 服了危机冲击的影响,逐步回归到正常增长轨道。 “十二五”时期,经济全球化 将继续发展,总体上看,国际国内的环境有利于印染行业继续保持稳定持续发 毕业论文:文献综述 学生姓名:吴昊 定稿时间:2014 年 4 月 30 日 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 展态势,机遇大于挑战。 “十二五”期间,印染行业将重点推动行业技术创新、 技术进步,减少环境污染,降低资源消耗,提高产品附加值,提高经济增长的 质量和效益,创新营销模式,加快推进结构优化调整和发展方式的转变。 4 结论 随着可持续发展战略的提出以及我国水资源状况的日益严峻,保护现有水 资源、污染水资源的净化以及循环利用已经提上议事日程[13]。近几年节能减排 成为了我国工业发展的一个趋势,对于污染较大的印染行业面临着国家一系列 的政策限制。印染废水是在纺织印染过程中产生的,其高浓度,高 PH 值,高 色度,难降解和难控制的特点对周边环境和人体健康产生了极大的影响,轻则 破坏环境,污染空气,引发人类多种呼吸道疾病,重则影响人体身体健康,影 响传统工艺解决印染废水的污染问题已逐渐达不到人们所期望的水平,加之某 些企业的不规范排放,不仅要加强监管部门的监督和巡查,还要提高污水治理 的水平,开创更高效的处理工艺。 参考文献参考文献 [1]陈双燕,王尚群.纺织印染企业工业废水污染治理和环境管理[J].环境, 2010, (z1). [2]奚旦立,马春燕.印染废水的分类、组成及性质[J].印染,2010,24(14): 51-53 [3]奚旦立,陈季华,马春燕.印染废水处理现状及存在问题[C].江苏纺织, 2005, [4]童世南,高剑平,朱之快等.绍兴县乡镇工业印染行业废水污染治理现状调 查分析[J].环境污染与防治,1992,14(6):24-27. [5]王振东,李琼,段晓宏.印染行业的环境污染与清洁生产[J].环境保护, 2001,12(9):33-34. [6]何珍宝.印染废水特点及处理技术[J]. 印染. 2007(17). [7]余刚.染料废水物理化学脱色技术的现状与进展[J].环境科学,1994,(15): 75-79. [8]沈文郁,宋鸿志,路玲.混凝气浮法处理印染废水的研究[J].环境污染与防 治,1988,12(5). [9]台明青,杨旭奎,施建伟.水解酸化工艺在废水处理中的应用实践进展[J]. 中国资源综合利用,2006,12(6):34-36 毕业论文:文献综述 学生姓名:吴昊 定稿时间:2014 年 4 月 30 日 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ [10]CuiXiulan,LiuYuan.Newmethodstoprepareultrafine particles of some perovskite-typeoxides[J].ChemEngJ,2000,78:205. [11]HibbertDB,CampbellRH.FlueGasDesulphurisation: Removal of SO2 by CO on Sulphided La1-xSrxCo O3[J].ApplCatal,1988,41:289. [12]李国秀,王克全,冷艳玲.生物接触氧化技术在印染废水处理中的应用[J]. 山东化工,2008(17). [13]王慧,周月霞,柏仕杰.染料废水生物法处理技术的研究进展[J].厦门大学 学报,2008,47(2):287-290. 毕业论文(设计)外文翻译毕业论文(设计)外文翻译 题目题目 1::如何使用活性碳纤维阴极(电芬顿技术)如何使用活性碳纤维阴极(电芬顿技术) 从实际印染废水去除从实际印染废水去除 COD 题目题目 2:一个完整的印染废水处理系统中:一个完整的印染废水处理系统中 微生物群落的演变研究微生物群落的演变研究 学学 院:环境科学与工程学院院:环境科学与工程学院 专专 业:环境工程业:环境工程 班班 级:级:1001 学学 号:号:1013100131 学生姓名:吴昊学生姓名:吴昊 指导教师:何闪英指导教师:何闪英 二二○○ 一四一四 年年 三三 月月 毕业论文:外文翻译 学生姓名:吴昊 定稿时间:2014-04-01 - 1 - 外文翻译之一外文翻译之一 如何使用活性碳纤维阴极(电芬顿技术) 从实际印染废水去除 COD 作者:Chih-Ta Wang,Wei-Lung Chou,Mei-Hui Chung,Yi-Ming Kuo 国籍:中国 出处:生物资源技术 概要:概要:本试验在 PAN(聚丙烯腈)基活性碳纤维阴极的基础上,利用 Fe2+与过 氧化氢电化学反应对实际印染废水中 COD 去除效率的研究。在不同的氧喷射 速率,不同的电流密度,Fe2 +浓度,溶液 pH 值和温度的情况下对 COD 去除率 的研究。电芬顿技术可以成功地在 240min 后从复杂的实际印染废水中去除超过 70%的 COD。随着氧气喷射速度上升到 150 cm3/min 的时候,COD 的去除率明 显增加。当施加的电流密度达到 3.2 mA/cm2时,COD 的去除效率最高可以达 到 75.2%;而在高密度电流下因为副反应率的增加使得 COD 去除效率有所下降。 结果表明,最适 pH 值为 3。在此之后,提高溶液的 pH 值,COD 的去除率就迅 速下降;相反,COD 的去除率会因为 Fe2+浓度上升到 2mM 而增加。温度对 COD 的去除效率略有负面影响。 引引 言言 纺织印染行业在台湾是主要的工业用水行业。然而,印染废水想要达到满 意的处理效果通常是很困难的,因为污水有很高的色度和 COD。虽然我们已经 了解一些从废水中去除染料的传统方法比如化学氧化,絮凝法,吸附法和生物 处理法,但仍存在一定的局限性。最近,学者对电化学方法处理废水的实际应 用问题的兴趣,如直接或间接电氧化,还原和电凝电吸附,一直在增加。 最有效的电化学法是通过间接介质氧化处理污染物所得到。传统的间接氧 化使用氯离子作为氧化还原介质。即使它在处理某些有机物和无机物时非常有 毕业论文:外文翻译 学生姓名:吴昊 定稿时间:2014-04-01 - 2 - 效,但在处理期间的初始阶段会有一些有毒物质的产生。然而,这些含氯化合 物在水溶液中可完全矿化(电化学氧化)或氧化成为挥发性化合物。近日,一 些研究人员使用了原位电化学过氧化氢氧来处理废水。然而,过氧化氢氧化对 于有机污染物的分解并不是非常有效。应用紫外照射和金属催化剂可以有效地 提高过氧化氢的羟基自由基的氧化功率。 最近,研究表明羟基自由基的使用有可能部分或完全地破坏有机化合物。 芬顿试剂,是一种过氧化氢和亚铁离子组成的酸性混合物。芬顿试剂所产生的 羟基自由基具有高氧化能力,其反应机理是非常复杂的,可描述为: Fe2 + + H2O2→Fe3 + + OH• + OH− (1) 尽管芬顿试剂氧化效率高,但要通过集中储存和运输高浓度并且含有 Fe3 + 的 H2O2(aq)容易造成土壤污染,所以使用受到限制。在酸性介质中,通过原 位电化学对过氧化氢在阴极还原氧气和 Fe2 +再生,可以解决这个问题。最近 几年,一些研究人员在酸性环境运用电化学还原氧已经产生了相当大的量的过 氧化氢。该技术结合电化学过氧化氢和增加的 Fe2 +被称为电芬顿技术。明显 的是,过氧化氢在阴极的产生效率是电芬顿技术至关重要的。有两种方式可使 阴极的氧气含量降低,从而产生过氧化氢或水。氧的电化学还原遵从的两个或 四个电子过程完全取决于阴极材料。 基于碳作电极,包括石墨,玻璃碳,碳纤维和碳海绵及气体扩散电极已被 用于生产过氧化氢。传统上通过电化学生产过氧化氢而使用的石墨,是因为其 成本较低。然而,由于在水溶液中氧气的低溶解度,从而导致传质限制,使得 效率不高。最近氧碳-PTFE 扩散阴极已被广泛使用,被认为是用于产生过氧化 氢 [24]最有效的电极。但是,气体扩散的阴极表面面积相对较小,因而不适合 适用于处理大量的废水。此外,其成本高且长期运行的电极容易造成气体扩散 不稳定是研究的主要问题。因此,在工业应用中,价格低廉并且具有高表面积 的碳纤维在生产过氧化氢工艺中是最具有吸引力的。 毕业论文:外文翻译 学生姓名:吴昊 定稿时间:2014-04-01 - 3 - 过氧化氢电化学率显著影响着电-芬顿技术的处理效率。几个因素影响着过 氧化氢的电化学效率:氧气必须首先被溶解在溶液中;其次,溶解氧转移到阴 极表面,并吸附在阴极,最后在酸性介质中,随着电化学反应减缓而产生过氧 化氢,可能会出现的副反应是同时在阴极降低电过氧化氢的生成率。 电化学生成的过氧化氢与亚铁离子,与外部添加或减少所产生的三价铁离 子或那些原本存在于溶液中具有高的氧化还原电势的离子,产生羟基自由基, 根据式(1)。 大多数研究者使用电芬顿技术处理印染废水的成分相对较少,染料浓度低。 相比之下,专注于采用电芬顿技术研究处理实际废水是有限的。这项工作是研 究使用电芬顿技术处理实际印染废水的 COD 去除率的可行性和有效性。过氧 化氢是在三维活性炭纤维布阴极产生的,而 Fe2+通过外部添加。采用恒定电流 模式对 COD 去除效率进行评价。我们着重研究三维碳纤维布阴极和几个运行 参数对效率影响
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