切割液有机废水的fenton

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1、切割液有机废水的Fenton第一章绪论1.1研究背景在当今能源紧缺和环境污染严重的情况下，作为一种相对清洁并且可持续的能源，太阳能已成为世界各国能源发展的重点，并已成为最重要的新能源，全球的太阳能产业已进入高速发展期[1,2,3,4,5,6]。硅片是发展太阳能最主要、最基础的功能性材料，近年来由于积极的政策引导，我国硅产业得到了蓬勃发展，目前已经成为全球领先的硅生产和消费大国[7]。切割液有机废水是硅片生产中较为严重的污染问题。切割液[8]在加工机械时能够起到很好的冷却和润滑效果，并具有一定的防锈和清洗作用，因此是

2、机械加工行业广泛使用的一种加工液，但失效后产生切割废水。硅片在被切割的过程中需要使用碳化硅微粉切削介质，这种介质硬度高、粒度小且粒径分布集中，使用前通常需先将碳化硅微粉按照一定的比例加入到以聚乙二醇（PEG）为主要原料的油溶性或水溶性太阳能硅片切割液中，并充分分散，配置成均匀稳定的切割砂浆后再用于硅片切割,这样在切削过程中碳化硅微粉分散均匀，同时能及时带走切削过程中产生的巨大的摩擦热。在整个切割过程中，太阳能硅片切割液的质量必须达到极高的要求和技术标准才能使用[9]。硅片车间的硅块儿及硅片的新水冲洗、纯水清洗以及车

3、间地面冲洗废水是切割液废水的主要，其中含有大量生产中使用的切割液（主要成分为聚乙二醇和碳化硅）、异丙醇、丙烯醇、乳酸及单晶硅粉。切割液废水的水量大，成分复杂，水质波动大，pH偏酸性，SS和COD浓度比较高。2004年6月，我国自己的切割机械在上海被研制出来后，硅片切割在国内发展迅速。从我国海关总署得到的进口数据表明，2008年，我国太阳能多晶硅总产量为4000多t，进口量超过20000t；2009年国内产量为19000t，进口量为20100t；2010年国内产量25000t左右，进口量超过25000t。光伏行业的迅

4、猛发展导致切割废水污染也愈发严重，据世界卫生组织报道：世界上20个光伏产业污染最严重的城市中，中国占到了16个，可能造成每年三十多万人提前死亡，虽然国内对切割废砂浆的回收处理进行了大量的研究工作，但由于切割液废水成分复杂，限于目前的经济技术水平，多数污水处理设施对切割液废水处理后还不能完全达到废水排放标准，造成了严重的水体污染[10]。..1.2废水深度处理方法概况目前，高浓度有机废水主要有物理化学处理和生物处理两种方法。以湿式催化氧化法、氧化～吸附法、焚烧法、萃取法、光化学絮凝法、电化学法和膜分离法等净化废水的方

5、法为主的是典型的物理化学处理法，其原理是应用物理、化学原理将废水中的污染物成分转化为无害物质。由于单独利用物理化学法处理高浓度有机废水，不仅成本较高，而且处理难度也很大，因此在废水处理中通常将物理化学法作为一种预处理的手段[14]。目前高浓度有机废水生物处理的主要方法有活性炭吸附法、膜分离法、生物处理法和高级氧化法。反应器主要有膜－曝气生物反应器（ＭＡＢＲ）、升流式厌氧污泥床反应器（ＵＡＳＢ）、厌氧接触膜膨胀床反应器（ＡＡＦＥＢ）、膜分离生物反应器（简称ＭＢＲ）和厌氧滤池（ＡＦ）、等[15,16,17]。其原理是在

6、含微生物的活性污泥、生物膜及其相应的反应器中利用微生物的代谢作用将水体中的有毒有害化学物质和其它各种超标组分进行分解、转化，最终转化为二氧化碳和水等无害物质。第二章实验材料和方法2.1目标废水与性质目标废水为西安隆基硅材料股份有限公司进行硅片加工过程中产生的切割废水，废水COD初始浓度较高，主要污染物为聚乙二醇、表面活性剂、金刚砂及单晶硅粉等。实验过程中，Fenton法处理的目标废水初始COD浓度为2500mg/L左右，MBR法处理的目标废水为经Fenton法处理后的出水，其COD浓度为700mg/L左右。废水水质

7、如表2.1：.2.2实验试剂及设备试验原水进入反应器后，通过液位控制器控制反应器内的水位保持一定的浸没高度，以维持系统稳定运行。膜出水采用恒流量间歇出水方式运行，抽吸出水时间：8min，空曝时间:2min，上述抽、停时间循环往返。在浸没于反应器内的膜组件的正下方设置穿孔曝气管连续曝气，用于提供微生物降解有机物所需的氧气的同时，在膜表面形成剪切流，减轻污泥在膜表面的沉积，增强反应器内的扰动，防止膜污染的发生。.2.3实验原理2.3.1Fenton反应原理Fenton反应于法国科学家H.J.HFenton的研究，其实质

8、是H2O2在Fe2+的催化作用下产生具有极高反应活性的羟基自由基（•OH），羟基自由基可以与大多数有机污染物反应，从而达到去除污染物的废水处理目的。通过产生羟基自由基。反应链于羟基自由基的生成开始，通过一系列的反应中间体和自由基形成节点，最终随着自由基和反应物或自由基之间的消耗反应链终止。从上述反应式可以看出：反应(1-1)决定了Fenton反应的