沼液COD的处理

蚌埠学院本科毕业论文1毕业设计(论文)沼液COD去除方法的研究系别：应用化学与环境工程系专业（班级）：应用化学08级（2）班作者（学号）：孙明亮（50805022029）指导教师：王传虎（副教授）完成日期：2012年4月25日孙明亮：沼液COD去除方法的研究2目录中文摘要..............................................................-1-英文摘要..............................................................-2-1引言..............................................................-3-1.1关于沼液的概况....................................................-3-1.2聚合氯化铁的制备.................................................-3-1.2.1聚合氯化铁的概况................................................-3-1.2.2制备聚合氯化铁的反应机理.......................................-4-2实验..............................................................-4-2.1原理.............................................................-4-2.2仪器与试剂........................................................-5-2.2.1仪器：..........................................................-5-2.2.2主要药品：......................................................-5-2.3步骤..............................................................-5-2.3.10.04mol·L-1K2Cr2O7标准溶液的配制................................-5-2.3.20.1mol·L-1FeSO4(NH4)2SO4·6H2O溶液的配制.........................-6-2.3.3硫酸亚铁铵溶液的标定............................................-6-2.3.4沼液中化学需氧量的测定..........................................-6-2.4数据..............................................................-7-2.4.1絮凝剂的用量对COD的去除率的影响................................-7-2.4.2搅拌速度对COD去除率的影响......................................-8-2.4.3搅拌时间对絮凝效果的影响........................................-9-2.4.4絮凝效果与聚合硫酸铁的比较......................................-9-2.4.5絮凝效果和聚合氯化铝的比较.....................................-10-2.4.6絮凝效果与厂家生产的聚合氯化铁效果的比较.......................-11-2.4.7提高聚合氯化铁的浓度后的絮凝效果...............................-11-2.4.8用陶粒对清液进行吸附处理.......................................-12-2.4.9用凹凸棒对清液进行吸附处理.....................................-12-2.4.10凹凸棒装柱后对清液的吸附处理..................................-13-2.4.11活性炭对清液的吸附处理........................................-13-3结果与分析.........................................................-14-谢辞...............................................................-14-参考文献..........................................................-16-蚌埠学院本科毕业论文-1-沼液COD去除方法的研究中文摘要：猪场废水厌氧发酵后的沼液具有较高浓度的腐殖酸等难降解有机物，虽然其有机物浓度明显下降，但在后续好氧处理中更难为微生物生长利用。本实验通轧钢加工单位中除锈时产生的酸洗废液，用氧化的方法把氯化亚铁氧化成氯化铁并制成絮凝剂聚合氯化铁。然后用聚合氯化铁对沼液进行一级处理，找出絮凝剂的最佳用量，使沼液的COD降到最低值，然后再使用多孔吸附性物质陶粒、凹凸棒、活性炭对沼液进行二级处理，找出对沼液吸附性最好的物质并找出吸附性物质的最佳用量从而使沼液的COD降到直接排放的国家标准。关键词：絮凝剂；聚合氯化铁；沼液；最佳用量；COD孙明亮：沼液COD去除方法的研究-2-ThestudyonmethodofremovalbiogasCODAbstract:PigwastewateranaerobicfermentationBiogasslurryhasahighconcentrationofhumicacidtoorganicmatterdegradation,althoughtheorganicmatterconcentrationdecreasedobviously,butInthesubsequentaerobictreatmentmoretouchmicrobialgrowthinuse.Thisexperimentthroughtherollingprocessingunitofthewastegeneratedwhenthederustingpickling,usethemethodofoxidationthechlorinatedferrousoxidationintoferricchlorideandmadeintoflocculantpolymerizationferricchloride.ThenusepolymerizationofprimarytreatmentBiogasslurryferricchloride,andfindoutthebestofflocculantconsumption,theBiogasslurrytolowestCOD,andthenusingporousadsorptionmaterialtaoli,attapulgite,Biogasslurrytolevel2treatmentofactivatedcarbon,andfindoutthebestofBiogasslurryadsorptionmaterialandfindoutthebestdosageadsorptionmaterialtotheBiogasslurryCODtodirectemissionsofnationalstandards.Keywords：flocculant;Polymerizationferricchloride;biogasslurry;Bestdosage;COD蚌埠学院本科毕业设计（论文）-3-沼液COD去除方法的研究1引言1.1关于沼液的概况随着畜禽养殖业的发展，畜禽粪污的安全处置需求逐渐增大[1～2]。对粪污进行厌氧发酵能将粪污中可溶性及颗粒性有机物转化为CO2、CH4等代谢物。目前，畜禽养殖粪污干式发酵技术已经基本成熟，并成功进行了大规模工程应用[4～5]。而湿式发酵技术始终存在一个大缺陷，发酵后产生高污染物负荷的沼液，对环境造成恶劣影响[6～8]。沼液的可生化性差，碳氮比严重失调，传统的好氧处理较为困难，目前多通过强化预处理或深度处理来完成达标处理[9]。沼液是经过厌氧发酵后的残留液体[10]，仍属高浓度有机废水，它主要包括发酵过程中产生的有机、无机盐类，如铵盐、钾盐、磷酸盐等可溶性物质，其总固体含量小于1%[11]。沼液含有丰富的氮(0.03%～0.08%)、磷(0.02%～0.07%)、钾(0.05%～1.40%)等大量营养元素和钙、铜、铁、锌、锰等中、微量营养元素，还含有丰富的氨基酸、族维生素、各种水解酶、某些植物激素以及对病虫害有抑制作用的物质或因子[12]。1.2聚合氯化铁的制备1.2.1聚合氯化铁的概况关于絮凝剂的定义目前有两种解释：其一，是根据胶体粒子聚集过程的不同阶段，即胶粒表面改性（静电中和）及胶粒的粘连，将主要是胶粒表面改性或由于压缩双电层而产生脱稳作用的药品称为凝聚剂；而将主要使脱稳后的胶粒通过粒间搭桥和卷扫作用粘结在一起的称为絮凝剂。其二，把凝聚剂和絮凝剂两者当作同义语，不加区分互相通用。本文基本上采用后一种涵义。无机高分子絮凝剂是20世纪60年代在传统铝盐、铁盐基础发展起来的一种新型水处理药剂，与传统的水处理药剂相比，它可以提高混凝效能且适应性强，价格相应较低，因而得到广泛应用[13]。聚合氯化铁又称碱式氯化铁，是一种新型的高效无机高分子絮孙明亮：沼液COD去除方法的研究-4-凝剂，化学式为：[Fe2(OH)nCl6-n]。有较好的电中和、吸附架桥与卷扫作用，形成的絮体密度大，有较好的脱色作用[14]，对污泥具有强脱水作用[15]。目前在我国不少轧钢加工单位使用盐酸酸洗工艺，这部分废酸目前尚未得到充分利用。通常是将废酸与铁屑反应制备三氯化铁溶液。虽然氯化铁溶液是一种非常好的混凝剂，但是由于该溶液中含有大量的游离酸，在使用中对于设备的腐蚀严重，从而使应用范围受到一定的限制。聚合氯化铁溶液中含有大量的聚合阳离子，可高水平发挥混凝作用，同时聚合氯化铁具有一定的盐基度，其酸性低于氯化铁溶液，腐蚀性相对来讲较弱，因此是一种较理想的混凝剂。以钢铁盐酸酸洗液为原料制备聚合氯化铁，可以说是“变废为宝”，生产成本较低，可以取得良好的经济效益和环境效益,在此我们研究以其为主要原料合成聚合氯化铁的工艺条件，并以此来用于沼液的一级处理。1.2.2制备聚合氯化铁的反应机理氧化反应是整个反应过程中的主反应，FeCl2在强氧化剂作用下，迅速氧化成FeCl3；水解反应是在氧化反应的基础上进行的，氧化过程中产生的Fe3+与OH-发生水解反应，产生溶解态的聚合铁离子；聚合反应是整个反应的最终反应,Fe2+在强氧化剂的作用下被完全氧化成Fe3+,同时，引发剧烈的聚合反应[16]。氧化剂以NaClO3为例，其反应过程为：6Fe2++ClO3-+6H+→6Fe3++Cl-+3H2OFe3++OH-→Fe(OH)2+Fe3++2OH-→Fe(OH)22+Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓（反应控制不好易产生此沉淀物）2Fe3++2OH-→Fe2(OH)24+3Fe3++4OH-→Fe3(OH)45+2实验2.1原理化学需氧量（COD）是指在一定条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量，换算成氧的量（O/mg·L-1）来表示。COD是环境水体质量及污水排放标准的控制项目之一，是量