炼厂焦化废水处理论文提纲

论文题目：金属卟啉催化氧化预处理焦化废水的反应研究

摘要：焦化废水是一种成分复杂、难降解、有毒有害的工业废水,会对环境造成严重的污染和破坏。焦化废水的处理仍是煤化工产业和环保领域的一个亟需解决的问题。本文以某焦化厂的焦化废水为研究对象,分别对金属卟啉催化H2O2氧化预处理焦化废水和催化空气氧化预处理焦化废水反应进行了研究。1、建立了焦化废水催化氧化预处理反应及废水指标分析体系,采用气质联用对废水成分进行定性分析;采用气相色谱对挥发酚（苯酚、邻甲酚、对甲酚等）进行定量分析;采用紫外分光法对SCN离子进行定量分析;建立了 COD、BOD、色度等检测指标的定量分析方法。2、研究了金属卟啉催化氧化预处理废水反应,以废水的可生化性（BOD/COD）、COD去除率、挥发酚的去除率、SCN离子的去除率、色度的去除率为评价指标,筛选出TSPPMnCl为焦化废水预处理优选的催化剂。3、考察了 pH、反应温度、H2O2的投加量、催化剂用量对TSPPMnCl催化H2O2氧化预处理焦化废水的影响,优化的的反应条件:pH=4、T=110℃、H2O2的投加量为15mL/L、催化剂用量为14.4mg/L。在该条件下反应0.5h后,废水的COD、SCN离子、色度的去除率分别为81.28%、97.06%、92.00%,可生化比由0.03提高到0.75,苯酚、邻甲酚和对甲酚去除率被完全去除。4、研究了 pH、反应温度、H2O2的投加量、催化剂用量、空气流量、反应时间对TSPPMnCl催化空气氧化预处理焦化反应的影响,优化的预处理反应条件:pH=4、T=100℃、H2O2的投加量为12mL/L、催化剂的投加量为13.2mg/L,空气流量为300mL/min。在该条件下反应4h后,废水的COD、SCN离子、色度的去除率分别为89.05%、98.82%、95.00%,可生化比由0.03提高到0.94,苯酚、邻甲酚以及甲酚被完全去除。5、综合相关文献及实验数据,初步探讨了金属卟啉催化氧化预处理焦化废水的可能机理。

关键词：焦化废水;金属卟啉;过氧化氢;空气;催化

学科专业：化学工程（专业学位）

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 焦化废水的概述

1.1.1 焦化废水的来源及特点

1.1.2 焦化废水的危害

1.2 焦化废水的处理方法

1.2.1 物理化学法

1.2.2 生化法

1.2.3 化学氧化法

1.3 焦化废水的处理现状

1.3.1 焦化废水国外处理现状

1.3.2 焦化废水国内处理现状

1.4 焦化废水预处理现状

1.5 金属卟啉催化氧化现状

1.5.1 金属卟啉简介

1.5.2 金属卟啉催化氧化烃类化合物

1.5.3 金属卟啉催化氧化处理工业废水

1.6 本课题研究的目的及内容

1.6.1 研究的目的和意义

1.6.2 研究的内容

第2章 实验部分

2.1 仪器和试剂

2.1.1 实验仪器

2.1.2 实验试剂

2.2 实验

2.2.1 卟啉化合物的合成

2.2.2 金属卟啉的合成

2.2.3 金属卟啉催化H_2O_2氧化焦化废水实验

2.2.4 金属卟啉催化空气氧化焦化废水实验

2.3 焦化废水体系各项指标分析方法

2.3.1 GC-MS定性分析焦化废水中的有机物质

2.3.2 气相色谱定量分析焦化废水中苯酚、邻甲酚以及对甲酚的含量

2.3.3 KMnO_4法测定焦化废水反应体系中H_2O_2的含量

2.3.4 K_2Cr_2O_7法测定焦化废水的化学需氧量

2.3.5 微生物电极法测定焦化废水的生化耗氧量

2.3.6 分光光度计法测定焦化废水反应体系中SCN离子的含量

2.3.7 铂钴比色法测定焦化废水的色度

2.4 焦化废水反应体系各项指标评价

2.4.1 焦化废水反应体系化学需氧量的去除率

2.4.2 焦化废水反应体系的可生化性

2.4.3 焦化废水反应体系中苯酚、邻甲酚以及对甲酚的去除率

2.4.4 焦化废水反应体系中SCN离子的去除率

2.4.5 焦化废水反应体系色度的去除率

第3章 金属卟啉催化H_2O_2氧化焦化废水预处理的研究

3.1 焦化废水指标的分析

3.2 不同金属卟啉对焦化废水的COD去除率的影响

3.3 不同金属卟啉对焦化废水中苯酚、邻甲酚及对甲酚去除率的影响

3.4 不同金属卟啉对焦化废水中SCN离子去除率的影响

3.5 不同金属卟啉对焦化废水色度去除率的影响

3.6 不同金属卟啉对焦化废水可生化性的影响

3.7 本章小结

第4章 金属卟啉催化H_2O_2氧化焦化废水预处理工艺的优化

4.1 pH值的优化

4.1.1 pH对焦化废水COD去除率的影响

4.1.2 pH对焦化废水酚类物质去除率的影响

4.1.3 pH对焦化废水SCN离子去除率的影响

4.1.4 pH对焦化废水色度去除率的影响

4.1.5 pH对焦化废水可生化性的影响

4.2 反应温度的优化

4.2.1 反应温度对焦化废水COD去除率的影响

4.2.2 反应温度对焦化废水酚类物质去除率的影响

4.2.3 反应温度对焦化废水SCN离子去除率的影响

4.2.4 反应温度对焦化废水色度去除率的影响

4.2.5 反应温度对焦化废水可生化性的影响

4.3 H_2O_2投加量的优化

4.3.1 H_2O_2的投加量对焦化废水COD去除率的影响

4.3.2 H_2O_2的投加量对焦化废水酚类物质去除率的影响

4.3.3 H_2O_2的投加量对焦化废水SCN离子去除率的影响

4.3.4 H_2O_2的投加量对焦化废水色度去除率的影响

4.3.5 H_2O_2的投加量对焦化废水可生化性的影响

4.4 催化剂投加量的优化

4.4.1 催化剂的投加量对焦化废水COD去除率的影响

4.4.2 催化剂的投加量对焦化废水酚类物质去除率的影响

4.4.3 催化剂的投加量对焦化废水SCN离子去除率的影响

4.4.4 催化剂的投加量对焦化废水色度去除率的影响

4.4.5 催化剂的投加量对焦化废水可生化性的影响

4.5 反应时间的优化

4.6 本章小结

第5章 金属卟啉催化空气氧化焦化废水预处理反应工艺研究

5.1 pH值的优化

5.1.1 pH对焦化废水COD去除率的影响

5.1.2 pH对焦化废水酚类物质去除率的影响

5.1.3 pH对焦化废水SCN离子去除率的影响

5.1.4 pH对焦化废水色度去除率的影响

5.1.5 pH对焦化废水可生化性的影响

5.2 反应温度的优化

5.2.1 反应温度对焦化废水COD去除率的影响

5.2.2 反应温度对焦化废水酚类物质去除率的影响

5.2.3 反应温度对焦化废水SCN离子去除率的影响

5.2.4 反应温度对焦化废水色度去除率的影响

5.2.5 反应温度对焦化废水可生化性的影响

5.3 H_2O_2投加量的优化

5.3.1 H_2O_2投加量对焦化废水COD去除率的影响

5.3.2 H_2O_2投加量对焦化废水酚类物质去除率的影响

5.3.3 H_2O_2投加量对焦化废水SCN离子去除率的影响

5.3.4 H_2O_2投加量对焦化废水色度去除率的影响

5.3.5 H_2O_2投加量对焦化废水可生化性的影响

5.4 催化剂投加量的优化

5.4.1 催化剂投加量对焦化废水COD去除率的影响

5.4.2 催化剂投加量对焦化废水酚类物质去除率的影响

5.4.3 催化剂投加量对焦化废水SCN离子去除率的影响

5.4.4 催化剂投加量对焦化废水色度去除率的影响

5.4.5 催化剂投加量对焦化废水生化性的影响

5.5 空气流量的优化

5.5.1 空气流量对焦化废水COD去除率的影响

5.5.2 空气流量对焦化废水酚类物质去除率的影响

5.5.3 空气流量对焦化废水SCN离子去除率的影响

5.5.4 空气流量对焦化废水色度去除率的影响

5.5.5 空气流量对焦化废水可生化性的影响

5.6 金属卟啉两种催化氧化体系对焦化废水预处理效果的对比

5.7 本章小结

第6章 金属卟啉催化氧化预处理焦化废水反应机理初步探讨

6.1 Lyons催化体系的反应机理

6.1.1 仿P-450酶的催化机理

6.1.2 类似化学催化自由基自氧化的机理

6.1.3 化学循环与生物循环的双循环耦合反应的机理

6.2 金属卟啉催化H_2O_2氧化处理焦化废水机理

6.3 金属卟啉催化空气氧化焦化废水的可能机理

结论

参考文献

致谢