农药厂废水处理的工艺设计

洛阳理工学院毕业设计（论文）I农药废水厂污水处理的工艺设计摘要农药生产中的废水成分复杂、有害、有毒，大多有机磷含量较高，生物降解性较差，生化处理效率比较低。近来，针对农药废水的处理，进行了试验，研究提出物化与生化相结合的治理工艺，使处理后水满足标准排放要求。随着工业的发展，废水中有毒或难降解的有物质成分越来越多，传统的物理和生物处理方法难以达到理想的处理效果，该如何处理废水中有机物，并提高处理效果的成为废水处理行业中的一项重要课题。Fenton（芬顿试剂）氧化法是一种高级氧化技术，既可以作废水的预处理，又可以为废水处理做最终深度处理。其反应的实质是Fe2+和H2O2的链反应催化生成氧化性很强的·OH自由基。在传统废水的处理技术和难生物降解的废水处理中，此种方法具有操作简单、反应速度快、费用便宜等优点，已被广泛应用于焦化、印染、农药等废水处理。所以Fenton试剂在废水处理中有着较为广阔的应用前景，日益受到国内外专家的广泛关注。关键词：农药厂废水，Fenton（芬顿试剂），工艺，设计洛阳理工学院毕业设计（论文）IIProcessdesignofpesticidewastewaterwastewatertreatmentplantAbstractThecompositionofthewastewaterofpesticideproductioncomplex,toxic,harmful,mostoforganicphosphoruscontentishigh,poorbiodegradability,lowefficiencyofbiochemicaltreatment.Recently,thetreatmentforpesticidewastewater,experiments,researchthemanagementprocessofbiochemicalcombination,sothatthetreatedwatermeettheemissionrequirements.Withthedevelopmentofindustry,containingtoxicorrefractoryorganiccompoundsinmoreandmoreManytraditional,physicalandbiologicaltreatmentmethodstoachievetheidealprocessingeffect,howtodealwiththeorganicmatterinwastewater,improvethetreatmenteffecthasbecomeanimportantsubjectofwastewatertreatmentindustry.Fentonoxidationmethodisanadvancedoxidationtechnology,whichcanbeusedasapretreatmentofwastewatertreatment,andcanbeusedasthefinalwastewatertreatment.ThereactionistheessenceofchainreactioncatalyzedoxidationofFe2+andH2O2strongOHradical.Inthetraditionalwastewatertreatmenttechnologyandhardbiodegradationofwastewatertreatment,thismethodhassimpleoperation,fastreactionspeed,lowcostandotheradvantages,hasbeenwidelyusedinprintinganddyeing,coking,pesticidewastewatertreatment.SoFentonreagenthasabroadapplicationprospectinwastewatertreatment,moreandmoreattentionfromhomeandabroad.Keywords:wastewater,pesticideplantinFenton,process,design洛阳理工学院毕业设计（论文）III目录前言.................................................1第1章试验基本原理方法................错误!未定义书签。1.1芬顿试剂的处理原理1.2重铬酸钾法测COD的原理步骤第2章测定芬顿试剂的最优配比和投加量..................52.1芬顿试剂pH的测定2.2FeSO4.7H20用量2.3H202用量2.4搅拌时间2.5本章小结第3章农药厂废水处理的工艺设计................................................93.1工艺选择的原则3.2工艺流程的选用思路3.3工艺流程3.4工艺流程说明3.5各处理单元简要说明3.6本章小结结论................................................14谢辞................................................15参考文献..............................................16外文资料翻译..........................................17外文资料译文..........................................22洛阳理工学院毕业设计（论文）1前言高级氧化工艺(AOPs)是污水处理中的一种重要的处理方法，特别是在处理有毒有害废水。在众多的AOPs中Fenton法其氧化反应机理简单、速度快、可以产生絮凝沉淀等其他一般的化学工艺所无法比拟的优点而备受人们的青睐。Fenton法是1894年法国科学家Fenton发现的，在酸性条件下，H2O2在Fe2+离子的催化作用下可以有效的将酒石酸氧化。后人将H2O2和Fe2+的混合处理液命名为Fenton试剂。该法既可作废水的预处理，又可以作废水的最终深度处理，所以受到国内外的广泛关注。随着科技的发展与进步，各种水处理方法层出不穷，科学家们在Fenton试剂的基础上衍生出很多类Fenton法，如光（电）-Fenton，超声波-Fenton等。洛阳理工学院毕业设计（论文）2第1章试验基本原理方法1.1芬顿试剂的处理原理芬顿试剂是以Fe2+为催化剂然后用H2O2进行氧化污水处理方法。由Fe2+与H2O2组成的体系，也可以称为芬顿试剂，它生成的羟基自由基具有强氧化性，在水溶液中与难降解的有机物反应生成有机自由基使之结构破坏，最终被氧化分解。1.2处理后的废水COD含量的测定1.2.1重铬酸钾法测COD的原理在强酸溶液中，精确加入过量的重铬酸钾标准溶液，加热回流一定时间，将水样中的还原性物质（主要是有机物）氧化，过量的重铬酸钾则以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，根据所消耗的重铬酸钾标准溶液的量来计算水样的化学需氧量。1.2.2仪器1、回流装置（500ml）。2、加热装置（电炉或酒精灯）。3、酸式滴定管（50ml）、锥形瓶、移液管、容量瓶等。1.2.3试剂1、重铬酸钾标准溶液（C1/6K2Cr2O7）：称取在120℃烘干两小时的基准重铬酸钾12.25g溶于烧杯中，移入1L的容量瓶，稀释至标准线，摇匀。2、试亚铁灵指示液：称取邻菲啰啉试剂1.48g（C12H8N2•H2O）、0.694g硫酸亚铁（FeSO4•7H2O）溶于水中，稀释至100ml，储存在棕色小瓶内。3、硫酸亚铁铵的标准溶液（C(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O）：称取39.5g硫酸亚铁铵溶于烧杯中，缓慢加入20ml浓硫酸，冷却后移入1L容量瓶中，洛阳理工学院毕业设计（论文）3加水稀释至标线，然后摇匀。使用前，用标准得重铬酸钾溶液标定。标定方法：准确吸取10.00ml重铬酸钾标准溶液于500ml锥形瓶中，加水稀释至110ml左右，再缓慢加入30ml浓硫酸，混匀。冷却后，加入3滴试亚铁灵指示液（约0.15ml），用硫酸亚铁铵溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。C=0.2500×10.00/V式中：C-----硫酸亚铁铵标准溶液的浓度（mol/L）；V-----硫酸亚铁铵标准溶液的用量（ml）。4、硫酸-硫酸银溶液：于500ml浓硫酸中加入5g硫酸银。放置1~2天，不时摇动使其充分溶解。5、硫酸汞：结晶或粉末。1.2.4测定步骤1、取20ml处理后的废液（或适量废样稀释至20ml）置于250ml磨口锥形瓶中，准确加入10ml重铬酸钾标液和数粒沸石连接磨口回流冷凝管，从冷凝管上口缓慢加入30ml硫酸硫酸银溶液，轻轻摇动冷凝管使溶液混合均匀，加热回流两小时(自沸腾起计时)2、冷却后，用90ml蒸馏水清洗冷凝管的管壁，然后拿下锥形瓶，溶液的总体积尽量大于于140ml，不然就会因为酸度太大而使滴定终点不太明显。3、待溶液再度冷却后，加入3滴试亚铁灵指示液，用标准（NH4)2SO4·FeSO4·6H2O溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点，记录下（NH4)2SO4·FeSO4·6H2O标液的用量。4、测定废样的同时，取20ml重蒸馏水按同样操作做空白试验。记录空白试验硫酸亚铁铵用量。1.2.5计算VcVVLmgOCODcr10008)()/,(102c——硫酸亚铁铵溶液浓度，mol/L洛阳理工学院毕业设计（论文）4V0——滴定空白样量,mLV1——滴定水样量,mLV——水样体积，5mL1.2.6注意事项1、本方法测定COD的范围为50—500mg/L。对于那些化学需氧量小于50mg/L的水样，应改用0.025mol/L标准重铬酸钾溶液。回流滴定时用0.01mol/L标准硫酸亚铁铵溶液。对于COD大于500mg/L的水样应稀释后再来测定。2、样品加热回流之后重铬酸钾的最终剩余量最好控制在五分之一到五分之四为宜。3、用邻苯二甲酸氢钾标准溶液检查试剂的质量和操作技术时，理论上每克邻苯二甲酸氢钾的CODCr为1.176g,所以将0.4251g邻苯二甲酸氢钾溶解于蒸馏水中，然后移入1L的容量瓶，加水稀释至标线，制成500mg/L的标液。4、CODCr最终的测定结果保留三位有效的数字。5、每次实验时，应对标准（NH4)2SO4·FeSO4·6H2O溶液进行标准滴定，在室温较高的时候应尤为注意它的浓度的变化。洛阳理工学院毕业设计（论文）5第二章芬顿试剂配比测定2.1芬顿试剂pH的测定取400mL草甘膦废水加入2.5gFeSO4.7H20和40mL30%的H2O2，分别用H2SO4调节溶液至不同的pH值，室温条件下搅拌20min,静沉后取上清液测其COD值，如下图不同pH值废水的COD去除率Fenton试剂在酸性条件下才能发生作用，随着pH值的增加，草甘膦废水COD的去除率呈现出先增加后减少的趋势，在pH=4时到达最高峰。因为pH过高可能会抑制H2O2的分解，使氢氧根离子的产生减少;.pH过低则会抑制铁离子还原为Fe2+。在pH4时，COD去除率大部分来自与氢氧化铁沉淀的絮凝作用，所以后边的实验应选泽pH为4。2.2FeSO4.7H20用量用400mL草甘膦废水加入40mL30%的H2O2，用H2SO4溶液调节洛阳理工学院毕业设计（论文）6pH值至4，观察不同的硫酸亚铁的投加量下草甘膦废水COD的去除率变化的大致趋势。FeSO4.7H20用量对废水COD的去除率不同上清液所测得的COD值由表可知，在硫酸亚铁用量比较少的时候，废水COD的去除率随着硫酸亚铁用量的增加而增大，在1.30g左右的时候达到最大值，接着增加硫酸亚铁的用量反而使COD有些降低。随着Fe2+浓度的增加，产生的氢氧根来不及和水中的有机物反应，自己本身发生了反应，就起不到催化氧化的作用了。