日处理60吨4B酸生产废水的工艺及工程设计开题报告.doc

开题报告 日处理60吨4B酸生产废水的工艺及工程设计 一 选题的背景、意义 在人类生活和生产中，水的作用是不可言喻的，没有足够的水，人类社会将无法生存，工农业也将无法进行。然而，随着人类的进步和工农业生产的发展，人们也逐渐意识到，水并不是取之不尽用之不竭的资源，世界正面临着水资源紧缺、污染严重的挑战。而我国也是缺水国之一。 我国是一个干旱缺水严重的国家。人均水资源量不足2300m3，仅为世界平均水平的四分之一，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。而且，我国水资源时空分布很不平衡，长江流域及其以南地区人口占全国的54%，国土面积只占全国的36.5%，但是水资源却占了81%；其以北地区，人口占46%，国土面积占全国的63.5%，水资源量仅占全国的19%，属于资源性缺水。目前，全国年缺水总量约为300亿至400亿立方米，每年因缺水造成的直接经济损失达2000亿元，少产粮食700亿至800亿公斤[1]。水资源短缺已成为制约我国经济社会发展的主要因素。 随着人口的增长以及用水量的大幅度增加，中国的水环境问题日趋严重。同时，水污染又加剧了水资源短缺的局面。目前，全世界每年约有4200多亿立方米污水排入江河湖海，全国七大江河中，淮河、黄河、海河的水质最差，均有70%的河段受到污染，长江岸边形成了许多污染带，在干流21个城市中，重庆、岳阳、武汉、南京、镇江、上海6市累计形成了近600km的污染带，长度占长江干流污染带总长的73%。在全国7大水系的407个重点监测断面中，只有38.1%的断面满足国家《地表水环境质量标准》规定的Ⅰ~Ⅲ类水质要求[2]。水质恶化较为严重，给我国可持续发展的实施带来了负面效应。 水质恶化的主要原因归因于工业废水和城镇生活污水的排放。据统计，我国每年的工业废水和城镇生活污水排放总量达到631亿吨，这相当于我们每人每年排放40多吨的废水。污水排放中，工业废水和生活污水分别占75%和25%左右。工业废水占了主导，这些工业废水中含有大量的有机物、硫化物、汞、铅等污染物，废水未经处理就直接排入江河湖海，导致湖泊大面积遭受严重污染。 目前我国染料产量为420000吨，约占世界产量的45%，居世界第一，然而，每生产1吨染料，将有2%的产品随废水流失;这不仅造成了极大的经济损失，也给环境带来了严重的污染。在众多的染料中，偶氮染料是应用最广、数量最多的一种有机合成染料该染料从原料到成品往往随着硝化、缩合、还原、氧化、重氮化、偶合等单元操作，副反应多，废水的有机物成分复杂。而难以生物降解处理；因此偶氮染料废水被公认为难治理的高浓度有机废水[3]。总体来讲，染料行业的废水具有废水量大、色度高、有毒有害物质含量高、处理困难等特点。 尽管最近几年我国政府已加大了对染料中间体废水处理的投资力度，在废水治理方面有了长足进步，研究出了许多污水处理新工艺，新技术，新建造了近百座污水处理厂，但污染仍日趋严重，严重制约了国民经济的发展，影响了人民生活水平的提高。因此，研究4B酸废水处理技术有着深刻的环保意义和经济意义[4]。 二、相关研究的最新成果及动态 处理磺酸类生产废水有很多方法，因每一种方法都有其特点。下面就各类方法的最新研究成果叙述如下。 1．物理化学法 目前对芳香族磺酸基有机化工生产废水治理的研究工作，较多地集中于高级氧化法、络合萃取法、液膜萃取法和树脂吸附法等物理化学方法。 1.1 高级氧化法 高级氧化法可使化合物的结构转变，色度降低，降低COD和TOC，提高BOD/COD比值。目前环境科学领域研究最活跃的是应用高级氧化技术(AOP)来处理高浓度、难以生物降解的废水，在水溶液中产生以羟基自由基为主的强氧化自由基，快速分解难降解污染物，并显著提高废水的可生化性。用于芳香磺酸类有机化工废水处理的高级氧化技术主要有以下几种。 (1)Fenton试剂氧化法。 Fenton试剂氧化法属于均相催化氧化法，，它用双氧水为氧化剂，2价铁为催化剂。整个反应体系关键是通过Fe 在反应中起激发和传递作用，使链反应能持续进行，直至双氧水耗尽。反应中激发出氧化能力仅次于F的羟基自由基(·OH)，对于芳香族物质来说，·OH基的作用是破坏芳香核，形成脂肪族化合物，后者在大多数情况下比取代的芳香物可生化降解性好，随后，脂肪族化合物向无机物质形态转化，转化的程度与双氧水的剂量有关。Fenton试剂氧化法不仅可有效降低芳香磺酸类有机化工废水的COD值，而且可明显地提高其BOD/COD比值。 (2)臭氧氧化法 臭氧氧化法在近20 年来的废水处理中得到较多关注，在碱性条件下，臭氧和水中有机物主要通过自由基反应来降解有机物。 臭氧对不同分子结构的芳香磺酸类物质具有不同的氧化降解效率。为增强臭氧氧化