臭氧催化氧化處理煉油廢水實驗方法
煉油廢水中石油類和難降解有機物含量極高、乳化嚴(yán)重、水質(zhì)和水量波動極大，常規(guī)污水處理方法很難將其有機物完全降解。國家外排污水標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格使煉化企業(yè)煉油廢水處理面臨更大的挑戰(zhàn)。臭氧氧化法處理難生物降解有機廢水時，產(chǎn)生大量活潑的羥基自由基·ＯＨ 無選擇性地直接與廢水中的污染物反應(yīng)，將其降解為二氧化碳、水和可降解性物質(zhì)，提高廢水的生物可降解性能。該技術(shù)可以有效去除水中有機物，反應(yīng)速度快，設(shè)備體積小，既可作為單獨處理，又可與其他處理過程相匹配，降低處理成本。
利用固體催化劑（活性炭、金屬氧化物、負(fù)載型金屬催化劑等）協(xié)同臭氧氧化可以降低反應(yīng)活化能或改變反應(yīng)歷程，從而達(dá)到深度氧化，很大限度地去除有機污染物的目的。臭氧和活性炭聯(lián)用，一方面利用活性炭吸附能力富集有機物，提高臭氧的利用率；另一方面利用活性炭的表面官能團(tuán)作為臭氧氧化的催化劑，可有效提高臭氧在水處理中的氧化性能。尤其是水中含有酚類化合物時，臭氧氧化法可以有效去除酚類有機物。其次，廢水中無法被微生物分解的有機物，如表面活性劑（ＡＢＳ）等可被臭氧迅速氧化分解。
劉衛(wèi)華等采用催化臭氧化技術(shù)去除垃圾滲濾液中難降解有機物，結(jié)果表明銅作為催化劑處理廢水效果好于鐵、錳。金屬氧化物是非均相催化臭氧氧化的催化劑，它的合理選用可直接影響催化反應(yīng)機理和效率。劉春英等采用載銅活性炭催化氧化法深度降解石油污水中的COD，結(jié)果顯示對石油污水的COD值深度降解至100ｍｇ/Ｌ以下。本研究采用臭氧非均相催化技術(shù)，以煉油廢水為對象，研究反應(yīng)過程影響因素，確定很佳工藝條件，驗證生物降解性能的提升。解決煉油廢水中溶解性有機物過高、生物降解性能差等問題，為煉油高濃度廢水降解提供了理論依據(jù)，對煉化企業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有應(yīng)用價值。
1.實驗水樣與藥品
實驗水樣取自遼河石化，以煉油廢水預(yù)處理裝置出水為實驗對象。該污水污染嚴(yán)重，生物降解性能較低（COD平均值為４66７ｍｇ/Ｌ，BOD5/COD平均值為0.13），無法滿足后續(xù)生化處理要求。實驗采用催化劑種類、規(guī)格如表1所示。
２.分析方法與儀器
常規(guī)水質(zhì)分析指標(biāo)、方法與儀器如表２所示。
3.實驗裝置與方法
3.1 實驗裝置
實驗裝置由制氧機、臭氧發(fā)生器、壓力溶氣泵、壓力溶氣反應(yīng)器構(gòu)成。反應(yīng)器主體材料為樹脂玻璃體，內(nèi)徑160ｍｍ、高度300ｍｍ，底部進(jìn)氣，內(nèi)置催化劑。為方便催化劑更換，反應(yīng)器采用對開法蘭式設(shè)計，催化劑以填料形式投加到反應(yīng)器中。
實驗采用制氧機作為氣源，臭氧濃度大于100ｍｇ/Ｌ，臭氧產(chǎn)量大于４0ｇ/ｈ。壓力溶氣泵功率為100Ｗ，流量為0.5ｍ3/ｈ，溶氣體積比小于30％。
3.２ 影響因素實驗 每次實驗取水固定為４000ｍＬ，煉油廢水置入壓力溶氣反應(yīng)器，臭氧通過壓力溶氣泵從反應(yīng)器底部進(jìn)入，形成良好的氧化體系，處理后的污水及剩余氣體分別進(jìn)入集水器和尾氣后處理設(shè)備。以COD，BOD5/COD作為評價指標(biāo)，分別考察催化劑類型及用量、ｐＨ 值、反應(yīng)時間、臭氧用量等影響因素對臭氧催化反應(yīng)效果的影響
3.3 生物降解性能提升驗證實驗 模型實驗采用間歇流方式，污泥均采自遼河石化污水處理場ＣＡＳＴ池，經(jīng)培養(yǎng)馴化后用于活性污泥模擬實驗。分別將經(jīng)臭氧催化處理后的污水和未經(jīng)處理的原水稀釋至300～500ｍｇ/Ｌ，相同反應(yīng)條件下，進(jìn)行模擬活性污泥對比實驗。為驗證生物降解性能調(diào)控效果穩(wěn)定性，相同處理條件下，對臭氧催化氧化出水進(jìn)行平行實驗。
結(jié)束語
實驗利用臭氧催化氧化技術(shù)處理煉油廢水。確定載銅活性炭為催化劑，很佳處理條件為：污水處理量為４000ｍＬ；催化劑投量為２00ｃｍ3；初始ｐＨ 為11；反應(yīng)時間為４0min；臭氧流量４0Ｌ/ｈ，處理1Ｌ煉油廢水消耗臭氧0.４6ｇ。該工藝條件下，臭氧催化氧化煉油廢水的處理終點COD平均值為1560ｍｇ/Ｌ，COD平均去除率為65％，BOD5/COD上升至0.２８，BOD5為４４1ｍｇ/Ｌ。經(jīng)模型活性污泥法驗證，經(jīng)臭氧催化氧化技術(shù)處理后，煉油廢水中有機污染物得到有效降解，可生降解性能提升效果理想，且處理效果較為穩(wěn)定。
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