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1、 2014 届毕业设计 改性硅藻土处理工业废水中的 COD 院 、 部： 安全与环境工学院 学生姓名： 毛慧军 指导教师： 李大军职称 讲师 专 业： 环 境 工 程 班 级： 1001 班 完成时间： 2014 年 5 月 摘 要化学需氧量（COD）往往是衡量水中有机物质含量多少的首要指标。化学需氧量越大，就说明水体受有机物的污染越严重。而硅藻土作为一种天然含结晶水非晶质二氧化硅的蛋白石，在污水处理方面有很大的作用，其具有吸附强，纳米微孔等特性。本设计采用 2mol/L 的硫酸作为硅藻土的改性剂，在硫酸溶液中对硅藻土进行改性。并通过改变改性硅藻土的投加量、pH 值和搅拌时间来确定最佳的实验条
2、件，达到最佳的去除效果。最终研究得出，最佳投加量为 4g/L，最佳 pH 值为 5.0，最佳搅拌时间为 25min。此时对废水中 COD 的去除率达到 35.8%，去除效果较为理想。关键词：硅藻土；改性；工业废水；COD 去除ABSTRACTChemical oxygen demand (COD) is often measured leading indicator of how much content of organic matter in water. Chemical oxygen demand (cod), the greater the water polluted by or
3、ganic means that the more serious. Containing diatomite as a kind of natural water of crystallization of amorphous silicon dioxide opal, has great effect in wastewater treatment, it has strong adsorption, nanometer micropore characteristics.This design USES 2 mol/L sulfuric acid as modifier of diato
4、maceous earth, in sulfuric acid solution for modified diatomite. And by changing the additive amount of modified diatomite, pH and stirring time to determine the optimal experimental conditions, the best removal effect. The final study, optimal dosing quantity of 4 g/L, the best pH value of 5.0, the
5、 best mixing time of 25 min. At this time of the removal rate of COD in wastewater reached 35.8%, get rid of the effect is more ideal.Key words: diatomite; The modification; Industrial waste water; COD removal目 录摘要 11 前言 1 1.1 COD 的概述 11.2 COD 的影响1.3 COD 的去除方法1.4 硅藻土及其应用现状1.4.1 硅藻土的概述 1.4.2 硅藻土的现状1.
6、5 我国工业废水现状1.6 本课题的研究目的及意义2 实验准备部分 2.1 实验所需材料与仪器2.2 藻土吸附原理与改性方法 2.2.1 硅藻土的吸附原理2.2.2 硅藻土的改性方法2.3 改性硅藻土的制备流程 3 实验部分 3.1 原硅藻土与改性硅藻土处理效果的对比3.1.1 水样中 COD 的测定3.1.2 原硅藻土与改性硅藻土处理效果的对比3.2 最佳投药量的确定3.3 最佳 PH 值的确定 3.4 最佳搅拌时间的确定 4 结论 参考文献致谢 1 前言1.1 COD 的概述化学需氧量 COD（Chemical Oxygen Demand）是指在一定条件下，氧化 1L水样中还原性物质所消耗
7、的氧化剂的量，以氧的质量浓度（以 mg/L 为单位）表示 1。通过化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。废水、废水处理厂出水和受污染的水中，能被强氧化剂氧化的物质（一般为有机物）的氧当量。在河流污染和工业废水性质的研究以及废水处理厂的运行管理中，它是一个极其重要的而且能较快测定的有机物污染参数，常以符号 COD 表示。它反映了水中受还原性物质污染的程度，但只能反映能被氧化剂氧化的有机污染物。该指标也作为有机物相对含量的综合指标之一。1.2 COD 的影响化学需氧量高就意味着水中含有大量还原性物质，其中有机污染物占绝大部分。水中的有机物污染越严重，就代表着化学需氧量越高，这些有可能来源于
8、农药、化工厂、有机肥料的有机污染物，如果不及时进行有效的处理，就会有很多有机污染物在江底被底泥吸附而沉积下来，在今后很长一段时间内对水生生物造成毒害。从而造成水生生物大量死亡，导致河中的生态系统被摧毁。人若食用水中的生物，就会间接吸收这些生物体内的大量毒素，长期积累在体内，这些毒物可能会导致人体癌症，畸形，突变，对人类的生命危害极大。另外，若将受污染较为严重的江水用来灌溉，则植物、农作物也会受到很大的影响，容易生长不良，而且人也不能取食这些受到污染的作物。但化学需氧量高不一定就意味着有前述危害，具体判断要做详细分析，如分析有机物的种类，到底对水质和生态有何影响。是否对人体有害等。如果不能进行详
9、细分析，也可间隔几天对水样再做化学需氧量测定，如果对比前值下降很多，说明水中含有的还原性物质主要是易降解的有机物，对人体和生物危害相对较轻 1。1.3 COD 的去除方法（1）物理法：物理法是指利用物理作用来分离废水中的悬浮物或者乳浊物，从而达到去除废水中 COD 的效果，常见的物理法有格栅、筛滤、离心、澄清、过滤、隔油等。物理法器械简单方便，但去除 COD 效果不显著。（2）化学法：化学法是利用化学反应的作用来达到去除废水中的溶解物质或胶体物质,从而达到去除废水中 COD 的效果。常见的化学法有中和、沉淀、氧化还原、催化氧化、光催化氧化、微电解、电解絮凝、焚烧等方法。化学法操作比较简单，去除
10、 COD 的效果要比物理法好。（3）物理化学法：物理化学法是指通过利用物理化学作用来去除废水中溶解物质或者胶体物质。从而达到去除废水中 COD 的效果。常见的物理化学法有格栅、筛滤、离心、澄清、过滤、隔油等方法。物理化学法操作简单又经济，能去废水中除少量的 COD。（4）生物处理法：生物处理法是利用微生物代谢作用，从而让废水中的有机污染物和无机微生物营养物转化为稳定、无害的物质。常见的生物处理法有活性污泥法、生物膜法、厌氧生物消化法、稳定塘与湿地处理等。生物处理法既环保又经济，但去除 COD 的效果也不明显。1.4 硅藻土及其应用现状1.4.1硅藻土的概述硅藻土是一种硅质岩石，目前发现的硅藻土
11、主要储存在中国、美国、丹麦、法国、苏联、罗马尼亚等国。硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，它主要由古代硅藻的遗骸所组成。他的化学成分主要是 SiO2，可用 SiO2nH2O 表示，他的矿物成分是蛋白石及其变种。 硅藻土属于硅质岩类岩石，硅质岩按其成因分为两大类： 生物或生物化学成因，例如硅藻土、板状硅藻土、蛋白土、放射虫岩、海绵岩等等。非生物成因（化学火山作用、次生成因）例如碧玉岩、燧石岩、硅华、石英岩等等。粘土矿物、炭质(有机质)是硅藻土中的主要伴生矿物，当这些矿物质含量达 50%以上时就属于粘土岩、炭质页岩，就命名硅藻为X X 岩。当这些矿物含量小于 50%，则属于硅藻土，就命名为 X X
12、硅藻土。1.4.2 硅藻土的现状我国硅藻土储量总量达到 3.2 亿吨，远景储量更是多达 20 多亿吨，硅藻土主要储存在我国华东及东北地区，其中规模较大，工作做得较多的有吉林、浙江、云南、山东、四川等省，分布虽广，但优质土仅集中于吉林长白、云南硅藻土矿区，资源尤为丰富，其他矿床大多数为 34 级土，由于杂质含量高，不能直接深加工利用 2。.硅藻土处理城市污水技术是一项物化法污水处理技术,高效的改性硅藻土污水处理剂是该技术的关键,此基础上配合的工艺流程和工艺设施,该技术可实现高效、稳定而又廉价地处理城市的目的。1.5 我国工业废水现状随着近几年我国工业的飞速发展，工业废水的排放量也日益增加，工业废
13、水对流域环境的居民健康造成了很大的影响。因此我国越来越重视工业废水的治理，2011年2月，国务院批准了重金属污染综合防治“十二五”规划 ，以解决工业废水治理的难点问题。可以预见，未来几年内，国家将进一步加大对于工业废水的治理力度。我国工业废水污染很严重，主要在于水体污染，目前我国500多条主要的河流中，有80%以上受到不同程度的污染，这主要是因为工业废水的不达标排放造成的。工业废水流经全国40多个大城市的河流，有90%以上受到污染，对环境和人类的身体健康造成了恶劣的影响。从排放的污染物情况来看，在近几年我国工业经济和固定资产投资都保持增长的情况下,近几年，虽然工业废水排放总量、化学需氧量排放量
14、以及氨氮排放量却都呈现出了下降趋势（如下图） ，但按照投资需求计算，削减工业 COD 需要投资300亿元，削减工业氨氮需要投资60亿元；估算十二五期间，工业废水治理投资总需求约为1250亿元，预计工业废水治理行业的销售产值为1375亿元。因此，控制废水中COD 值，找出影响去除 COD 效率的因素，并提出经济可行的去除 COD 的方法成为了一项迫在眉睫的课题。图1 工业废水排放总量、化学需氧量排放量和氨氮排放量1.6 本课题的研究目的及意义近几年，为了解决工业废水处理的资金不足和日益严格的环境质量要求的难题，如何高效处理工业废水中的 COD 受到国内外污水处理界人士的关注，成为研究的热点，但要想在经济可行的前提下高效率的处理工业废水中的COD，还是一个需要更多研究的课题。在废水中投加适量的混凝剂，使微小的悬浮固体、胶体颗粒脱稳，聚集形成较大的颗粒，从而提高一级处理设施对BOD5、COD、SS 和 TP 等污染物质的去除
