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张家港油墨废水处理装置

产品时间:2020-08-03

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简要描述:

张家港油墨废水处理装置
印刷油墨废水成分复杂,色度大,有机物含量高(COD 可达20 g/L 左右,有的高达300 g/L),生物降解性很低,大多具有潜在毒性,是极难处理的工业废水之一。直接排放会破坏水生生态环境,造成水体严重污染。目前我国对油墨废水的处理方法主要有物理、化学和生物处理或者几种处理技术组合以强化处理效果,以上常规的水处理方法已不能满足处理要求。研发高效新型的油墨废水(预)处理方法和

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张家港油墨废水处理装置

1.1.1实验水样和药品

实验水样:水样取自河北省某厂实际油墨废水,经分析原始废水COD 高达200~250 g/L,pH 值为8.2,色度约为15 000 倍(稀释倍数法),浑浊,墨绿色,有较浓臭味。由于原始COD 太高,直接处理原废水,COD去除率不理想,经试验确定采用将原水水样稀释500倍之后进行研究。

药品:FeSO4·7H2O,H2O2(质量分数为30%),浓H2SO4 和NaOH,均为分析纯。

1.1.2所用仪器

PHS -3C 数字酸度计、JB -1A 磁力搅拌器、JA2003N 分析天平、紫外灯(20 W 低压汞灯)、5B-C型COD 快速测定仪及常用玻璃器皿若干。

1.2 方法

1.2.1实验方法

量取100 mL 水样(COD 值约为487.6 mg/L,色度约为26,pH 值为8.4)于烧杯中,向溶液中加入一定量FeSO4,调节pH 值为一定值,再加入一定量的H2O2,在室温下,置于磁力搅拌器上进行搅拌反应一定时间后,将溶液pH 调节至10 左右。静置一段时间后过滤,取滤液进行分析,考察初始pH 值、H2O2投加量、FeSO4投加量对油墨废水COD 的影响规律。

1.2.2分析方法

COD 采用化学需氧量速测仪测定。

2 结果与讨论

2.1 响应曲面设计与分析

2.1.1响应曲面分析方案与结果

依据前期单因素的研究结果,得到明显影响Fenton 氧化油墨废水的因素有:初始pH 值,H2O2投加量,FeSO4 投加量,对3 因素及其水平进行设计。利用Design Expert 8.0 软件,采用Box-Behnken 设计方案,设计响应曲面,对Fenton 氧化处理油墨废水的COD 去除率进行优化,确定工艺。以COD 去除率为响应值,初始pH 值、H2O2投加量及FeSO4 投加量为自变量。其中x1,x2 和x3 分别为初始pH 值,H2O2投加量,FeSO4 投加量,并以-1,0,+1 代表3 因素的水平,按方程Xi=(xi-x0)/Δx 对自变量进行编码。其中,Xi为变量的编码值;xi 为变量的真实值;x0 为实验中心点处变量的真实值;Δx 为变量的变化步长。自变量因素编码及水平见表1。

 

 2.1.2响应曲面法设计实验结果

响应曲面法设计实验,利用统计软件Design Expert8.0 中的ANOVA(analysis of variance,方差分析)进行分析。结果列于表2。

 

 2.1.3模型方程及显著性检验

应用统计软件Design Expert 8.0 对表2 中的数据进行多元回归拟合,得到Fenton试剂氧化油墨废水的二元多项式回归方程:

η=82.72+6.48X1-2.19X2+0.69X3-0.35X1X2-0.15X1X3+0.17X2X3-8.00X12-9.67X22-5.42X32

式中,η为COD 去除率的预测值,X1、X2 和X3 分别为初始pH 值、H2O2投加量(mg/L)、FeSO4 投加量(mg/L)。对该回归方程进行的方差分析见表3。

 

 由表3 回归方程的方差分析(ANOVA)可知,该模型显著性高,X1,X2,X12,X22 和X32 的Prob>F 值均小于0.000 1,为极显著性影响因素,X3 的P 值为0.005小于0.05,说明其是显著性影响因素。其中初始pH 值对油墨废水COD 降解率的影响最大,其次是H2O2投加量,FeSO4 投加量。由表3 得出,模型的适应性非常显著(F 值为1 399.36,P<0.000 1),模型的失拟项不显著(P=0.307 9>0.05),说明回归方程描述各因子与响应值之间的非线性方程关系是显著的,也就是说明这种实验方法是可靠的;并且多元相关系数R2= 0.999 4,说明该模型能解释99.94% 响应值的变化,即该模型与实际实验拟合良好,R2Adj-R2Pred=0.998 7-0.994 7=0.004 0<0.2;CV=0.44%<10%,表明模型的可信度和精密度高。综上所述,说明在研究区域内该回归方程能够很好地模拟真实的曲面,模型的精密度、可信度度均在可行的范围内,因此可用该回归模型对Fenton 氧化油墨废水中的COD 优化实验条件进行分析、预测。

2.1.4双因子交互效应分析

根据回归方程,各因素之间两两作等高线图以及3D 图,图1、2、3 显示了初始pH 值、H2O2投加量、FeSO4 投加量之间两两因素对COD 去除率的交互效应。显示了H2O2投加量和初始pH 值对COD 去除率的影响。由响应曲面图可以明显得出,COD 去除率随初始pH 值和H2O2投加量的增大,先增大到一定程度后开始降低,而在H2O2投加量362~972 mg/L,初始pH 值2.35~3.00 的不规则区域,COD 的去除率均在80.0%以上;其中COD 去除率对初始pH 的变化比对H2O2投加量的变化更为敏感。图2 显示了FeSO4投加量和初始pH 值交互影响,在FeSO4 投加量717~888 mg/L,初始pH 值2.35~3.00 的不规则区域,COD的去除率均在80.0%以上;其中COD 去除率对初始pH的变化比对FeSO4投加量的变化更为敏感。图 3显示了H2O2投加量和FeSO4 投加量交互作用对COD去除率的影响,在H2O2投加量362~972 mg/L,FeSO4投加量717~888 mg/L,COD 的去除率均在80.0%以上;其中COD 去除率对H2O2投加量的变化比对FeSO4投加量的变化更为敏感。因此初始pH 值、H2O2投加量,FeSO4 投加量对COD 去除率的影响大小为:初始pH 值>H2O2投加量>FeSO4 投加量。

2.2 模型的验证

为了求解获得COD 去除率最大时的参数值,根据响应曲面模型求解带入约束条件的最大值MaximizeCOD。在油墨废水处理的各种影响因素中,初始pH 值对COD 去除率影显著,其次是H2O2投加量和FeSO4 投加量。因此在此约束条件内求得最大值为COD 为84.2%,其中X1=2.7,X2=779,X3=806。为此对预测结果进行验证,采用在下进行实验,实验进行了3 组,得到油墨废水COD 去除率平均值为82.8%,与回归方程得到的预测值相比偏差仅为1.66%,说明实验值与

(1)采用响应曲面法的Box-Behnken 模型设计研究Fenton 氧化处理油墨废水的优化实验条件,以油墨废水的COD 去除率为响应值建立二次多项式回归方程具有高度显著性(P<0.000 1),R2=0.999 4,且失拟项不显著,回归方程与实际情况拟合良好,可选用该模型对油墨废水COD 去除率优化实验条件进行分析、预测。

(2)Fenton 氧化处理油墨废水的3 个参数对COD去除率的影响两两之间有一定的交互作用,其中初始pH 值,H2O2投加量,FeSO4 投加量对COD 去除率的影响大小为:初始pH 值>H2O2投加量>FeSO4 投加量。

(3)按照数据处理获得的优化参数:初始pH 值2.7,H2O2投加量779 mg/L,FeSO4 投加量806 mg/L,该条件下的预测值为84.2%,在件进行实验,对预测值进行验证,得到油墨废水COD 去除率为82.8%,实验结论和模拟值拟合性良好,偏差仅为1.66%。

张家港油墨废水处理装置

 

电氧化法用于去除废水中有机污染物的研究不断增多,原因在于电催化法处理难降解的有机物具有很好的效果,在反应过程中,形成具有强氧化性的(·OH),作为中间产物实现污染物的深度氧化分解。

电氧化技术作为一种环境友好技术,因其具有处理废水中污染物能力强、设备体积小、无二次污染等优点,在水处理中的应用一直受到重视并有广泛的应用前景。 

 

电氧化法处理水性油墨废水优势为:

①电氧化法能量消耗低,反应条件温和。反应条件在较低的温度下即可,同时可以通过控制反应条件减少副反应引起的能力损失——反应条件低,所需电费少;

②电氧化法污染小,处理污染物主要通过反应,不需添加其他试剂,避免因添加试剂产生污染。同时反应的高,电解产生的自由基可直接与有机污染物反应,并降解为简单低分子有机物和无机物,二次污染少——处理过程中几乎不加入试剂,不引入二次污染,清洁高效;

③电氧化法电流效率高,污染物去除率高。 [2] 

铁屑微电解工艺

原水 调节 后,得到预处理。出水再经微电解和石灰乳中和沉淀。通过对微电解主要工艺参数:pH、焦炭量、铁屑量、反应时间的静态和动态试验,得到微电解的艺条件。原水经沉降预处理和铁屑微电解两段处理,CODCr 和色度去除率高

混凝气浮—接触氧化组合工艺

采用混凝气浮-接触氧化组合工艺,能将水性印刷油墨废水、食堂污水、生活污水综合处理达到较好的效果。油墨废水经隔除较大悬浮物后混凝气浮,固液分离后,再与食堂污水、生活污水混合,经调节,由二级生物接触氧化曝气,再通过絮凝剂碱式氯化铝和聚丙烯酰胺使废水形成矾花后气浮;再经预处理调节后,进行二级生物接触氧化处理。此工艺组合具有处理效果稳定、耐冲击的特点。由于生活污水的混入,使混合废水的可生化性得到提高,二级生物接触氧化更有利于污染物负荷的变化,耐冲击,便于操作和调节。

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