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臭氧催化氧化對固定床蒸氨脫酚廢水COD去除效果研究
來源：italiansesso.com 發(fā)布時間：2022-04-20 瀏覽次數(shù)：
0 引 言
        固定床氣化技術成熟、投資低且甲烷產(chǎn)量高，使其成為天然氣制備的主要技術，但也產(chǎn)生了大量高濃度難降解有毒有害的廢水[1-3]。固定床氣化產(chǎn)生的高濃度含酚有機廢水水質(zhì)成分復雜、污染物濃度高，單一工藝無法進行有效處理，一般采用預處理+生化處理+深度處理的三級處理工藝。目前經(jīng)常規(guī)處理工藝[4-6]后，固定床氣化廢水處理難達標，主要原因是蒸氨脫酚出水難降解有機物含量高，COD含量高，生化工藝無法有效降解，導致廢水可生化性差。因此需采用有效方法提高蒸氨脫酚出水難降解有機物的脫除率及COD去除率。
 
        目前國內(nèi)外提高難降解有機廢水去除率及COD去除率的方法主要有厭氧酸化法[7-9]、電解法[10-12]及臭氧氧化法[13-16]等。厭氧酸化法中厭氧微生物對廢水毒性敏感，尤其固定床氣化廢水中成分復雜，有毒物質(zhì)種類多，毒性大，致使厭氧酸化法預處理效果不理想；電解法受電極功率及電解范圍制約，一般處理規(guī)模較小，適合于量小的廢水處理，難以適應固定床氣化大量廢水的處理；臭氧催化氧化法通過臭氧或生成的羥基自由基來提高氧化效率，易氧化難降解有機物且無二次污染，但目前多用于生化出水后的深度處理段，鮮見固定床氣化后蒸氨脫酚出水直接采用臭氧氧化工藝的研究成果。因此針對現(xiàn)有項目運行過程中固定床氣化蒸氨脫酚出水COD含量高，生化處理難度大等問題，開展蒸氨脫酚出水臭氧催化氧化工藝研究具有創(chuàng)新性。
 
        考慮到臭氧催化氧化工藝易氧化難降解有機物，本文采用臭氧催化氧化工藝進行氧化試驗，采用1 t/h臭氧催化氧化裝置利用單因素及正交試驗法研究了臭氧通氣量、臭氧濃度及催化劑投加量對COD去除效果的影響規(guī)律，確定了工藝條件的影響主次順序及很佳工藝參數(shù)。很后在很佳工藝參數(shù)下進行連續(xù)試驗80 h，進一步考察了很佳工藝參數(shù)下COD的去除效果，以期為工程設計提供參考和借鑒。
 
1 材料與方法
1.1 儀器與試劑
儀器：紫外可見分光光度計，BOD培養(yǎng)箱，溶解氧測定儀，精密pH計，電子天平等。
試劑：COD試劑、硫酸等。
 
1.2 試驗裝置
1 t/h臭氧催化氧化裝置如圖1所示。
        臭氧催化氧化裝置主要由反應塔、臭氧發(fā)生器、臭氧濃度檢測器、氣體流量計、氧氣瓶、進水泵、電控柜組成。
        臭氧催化氧化反應過程中，通過臭氧發(fā)生器將氧氣瓶的氧氣轉(zhuǎn)換成臭氧，通過臭氧濃度檢測器及氣體流量計確定反應時臭氧的濃度及流量。原水通過進水泵由反應塔底部進入，臭氧也由反應塔底部進入，隨后進水及臭氧分別通過反應塔內(nèi)的催化劑，臭氧在催化劑下轉(zhuǎn)化成羥基自由基，通過羥基自由基去除水中難降解有機物，降低水中COD，隨后出水及未反應的臭氧從反應塔頂部排出。
 
1.3 試驗水樣水質(zhì)
試驗采用某氣化廠脫酚蒸氨出水，廢水有少許臭味。廢水水質(zhì)見表1。
表1 某氣化廠脫酚蒸氨廢水水質(zhì)特征
        由表1可知，固定床氣化蒸氨脫酚出水COD含量高達3 250 mg/L，BOD含量僅為680 mg/L，廢水可生化性(BOD/COD)差，且僅為0.21，增加了生化處理的負荷(B/C>0.3時有利于生化)，因此蒸氨脫酚出水在進生化之前有必要進行臭氧催化氧化脫除COD以提高可生化研究。
 
1.4 試驗內(nèi)容
1)采用單因素法研究不同的臭氧氧化工藝條件對COD去除效果的影響規(guī)律。
2)采用正交試驗法確定工藝條件的影響主次順序及很佳的工藝參數(shù)。
3)在很佳工藝參數(shù)下進行連續(xù)試驗80 h，考察COD的去除效果，優(yōu)化很佳工藝參數(shù)。

2 結(jié) 論
1)對臭氧氧化工藝條件進行單因素試驗，得到臭氧氧化工藝條件對COD去除效果的影響規(guī)律，盡可能降低處理成本的條件下，保證較高COD去除效果。獲得的臭氧氧化條件為：1.5 m3/h≤臭氧通氣量≤2.5 m3/h，150 mg/L≤臭氧濃度≤250 mg/L，20 kg/t≤催化劑投加量≤30 kg/t。
2)在單因素試驗基礎上采用正交試驗法對臭氧氧化工藝條件進行優(yōu)化，得到了很佳的臭氧氧化工藝參數(shù)為：臭氧通氣量2.0 m3/h，臭氧濃度250 mg/L，催化劑投加量30 kg/t。
3)在很佳臭氧氧化工藝參數(shù)下，采用1 t/h臭氧氧化裝置連續(xù)運行80 h，出水COD去除率穩(wěn)定在43.5%左右，反應后可生化性(B/C)穩(wěn)定至0.4以上。
 
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