论文部分内容阅读
叶酸,是一种水溶性的维生素B复合体之一。叶酸生产过程中会产生大量的难降解废水,其废水组成成分复杂,主要含蝶啶类化合物、L-N-对氨基苯甲酰谷氨酸、2,4,5-三氨基-6-羟基嘧啶硫酸盐,属于有机物浓度高、盐度高、难降解物质多的化工废水。叶酸生产工艺在中国已近三十年,废水问题一直没有彻底解决,成为制约叶酸生产发展和应用的瓶颈。本文为解决叶酸生产废水的处理问题,使用铁炭微电解-Fenton法（Fe/C-Fenton）、硅藻土负载纳米铁镍（NZVI/Ni/DM）和硅藻土负载纳米铁镍-Fenton法（NZVI/Ni/DM-Fenton）三种高级氧化技术对叶酸生产废水进行预处理,以COD和NH3-N的去除率为考察指标,分析了各种方法的pH值、反应时间、投加量等反应条件对叶酸废水处理的影响效果,探讨了降解机理和降解动力学,为实际工业生产需求提供理论依据。（1）以铁屑为零价铁,加入活性炭,铁炭原电池反应中会产生大量Fe2+,加入H2O2,形成Fenton反应,从而构筑铁炭微电解-Fenton体系。考察了铁炭微电解-Fenton技术在处理废水的过程中,初始pH、铁炭比、铁炭投加量、反应时间、H2O2投加方式、H2O2投加量对处理效果的影响。研究结果表明,初始pH、铁炭比、反应时间和H2O2投加量对叶酸生产废水处理效果影响很大。在pH为3,铁炭比2:1,双氧水用量为800mmol/L,反应时间120min的最佳条件下,对叶酸生产废水COD和NH3-N的去除率分别可达到36.87%和77.68%,同时BOD5/COD由0.13提高到0.40。铁碳微电解-Fenton试剂联用预处理叶酸生产废水的反应符合准二级动力学。（2）以硅藻土为载体,镍为掺杂金属负载纳米铁,制备硅藻土负载纳米铁镍（NZVI/Ni/DM）复合材料,以提高纳米颗粒的分散性,增强其反应活性。对负载铁镍的材料采用X射线衍射分析、扫描电镜、比表面积分析、X射线光电子能谱分析进行表征。通过扫描电镜发现纳米铁镍大部分均匀负载到硅藻土上,并均匀分散。负载后的硅藻土比表面积37.74m2/g,孔径10.20nm,孔容0.11cm3/g。考察了NZVI/Ni/DM处理叶酸生产废水过程中,pH、反应时间、温度等对反应进程的影响。实验结果表明:在室温状态下,pH控制在1-3范围内,反应时间240min,摇床转速100r/min,材料的投加量为3g/L。COD的去除率最高可达50%,NH3-N去除率80%。BOD5/COD由0.13提高到0.42。硅藻土负载纳米铁镍（NZVI/Ni/DM）处理叶酸生产废水的反应符合准二级动力学拟合。（3）将NZVI/Ni/DM复合材料的还原反应与Fenton氧化反应相结合,构筑NZVI/Ni/DM-Fenton反应体系。研究结果表明:pH控制在1-3范围内,反应时间240min,摇床转速150r/min,材料的投加量为3g/L,双氧水投加量为800mmol/L。处理后的废水,COD去除率达到59.17%,NH3-N去除率达到89.43。BOD5/COD由0.13提高到0.45,可生化性显著提高。硅藻土负载纳米铁镍-Fenton法（NZVI/Ni/DM-Fenton）处理叶酸生产废水的反应符合准二级动力学拟合。