臭氧及雙氧水處理高鹽有機廢水

發佈日期：2024-04-05 作者：點擊：

本工程處理廢水的來源是某煤製油項目汙水係統産生的反滲透濃水，該水質具有含鹽量高、可生化性差、有機物難降解等特點。目前，國內外處理反滲透濃水的方法主要包括活性炭吸附、混凝沈澱、Fenton氧化等。其中活性炭吸附與混凝沈澱不能徹底降解水中的難降解有機物，産生的汙泥造成二次汙染;Fenton氧化處理反滲透濃水加藥量大，産生汙泥量大;耿翠玉等利用臭氧協同雙氧水處理石油化工行業反滲透濃水，出水CODCr質量濃度10.2mg/L，CODCr去除率達到83.4%。臭氧處理高鹽廢水具有操作簡單、無二次汙染、工藝穩定等優點，臭氧在雙氧水的協同條件下能夠進一步提高去除率。本文主要研究內容為優選出最佳臭氧投加量、最佳雙氧水投加量以及在最佳運行條件下高級氧化裝置長期運行穩定性。

　　1、廢水水量及水質特點

　　臭氧協同雙氧水催化氧化裝置處理水量為150m3/h，具體的水質情況如錶1所示。由錶1可以得知該廢水具有較高的電導率，pH值略偏堿性，CODCr平均質量濃度為112mg/L。

　　2、臭氧協同雙氧水催化氧化裝置

　　臭氧協同雙氧水氧化催化處理裝置設計2組，每組裝置設計水量為75m3/h，停留時間為1h，三級氧化塔串聯運行，每級氧化塔設計氧化催化劑填裝比為30%，設計回水流量比為50%。臭氧協同雙氧水氧化催化處理裝置如圖1所示，每組裝置主要設備包括三級氧化塔，前兩級氧化塔裏麵填裝有氧化催化劑，每一級氧化塔均配有回流泵、雙氧水加藥裝置、臭氧曝氣裝置、反洗水泵及相應的管路，每組裝置配1套臭氧發生器。

　　3、工程調試和運行

　　臭氧協同雙氧水催化氧化裝置的調試主要考察兩個方麵，一方麵是在雙氧水投加量一定的情況下，投加不同量的臭氧，選出最佳臭氧投加量;另一方麵是在臭氧投加量一定的情況下投加不同量的雙氧水，選出最佳雙氧水投加量。

　　3.1 臭氧投加量選擇

　　在三級氧化塔的雙氧水投加量均為40mg/L條件下，臭氧投加量分別選取60、130、200、270、340mg/L，取氧化塔進水及不同臭氧投加量處理後的出水，檢測CODCr濃度，結果如圖2所示。

　　由圖2可知，隨著臭氧投加量的增加，CODCr去除率逐漸增加，最後趨於穩定。當臭氧投加量較低時，雙氧水和催化劑對臭氧催化産生的·OH較少，·OH濃度低，隻能降解微小分子及微量的大分子有機物;隨著臭氧投加量的不斷增加，在催化劑和雙氧水催化作用下，生成的·OH濃度也隨之增加，把所有可以降解的小分子有機物礦化，同時還能將大部分可降解大分子有機物降解成小分子有機物。當臭氧投加量為270mg/L時，CODCr去除率為62%，臭氧投加量增加到340mg/L時，CODCr去除率為61.9%。因此，最佳臭氧投加量為270mg/L。

　　3.2 雙氧水投加量選擇

　　在氧化塔臭氧投加量為270mg/L的條件下，考察雙氧水投加量對CODCr去除率的影響，雙氧水投加量分別為0、40和60mg/L。取臭氧氧化裝置運行前的進水，以及運行後每隔1h時取一次氧化塔出水，檢測CODCr濃度，結果如圖3所示。

　　由圖3可知，當雙氧水投加量為0時，隨著反應時間的延長，CODCr去除率穩定在43%。當雙氧水投加量為40mg/L時，1h後水樣CODCr去除率為62%，然後隨著時間延長CODCr去除率穩定在63.8%。當雙氧水投加量60mg/L時，CODCr去除率基本穩定在60.1%。在雙氧水和臭氧的體係裏，當雙氧水的量適宜時，雙氧水在水中生成中間體和催化劑一起促進臭氧快速分解生成·OH，將難降解的大分子有機物降解成小分子有機物，進一步分解成水和二氧化碳;當雙氧水投加量較低時，雙氧水在水中生成中間體和催化劑一起促進臭氧分解生成·OH的速度較慢，因此·OH濃度較低，CODCr去除率偏低;但是當雙氧水投加量過高時，雙氧水及其生成的中間體均會與臭氧分解生成的·OH發生反應，反應如下式：H2O2+·OH→H2O+HO2-;HO2-+·OH-→HO-+HO2·。當雙氧水投加量為0時，隻有催化劑催化臭氧分解成·OH，其濃度較低;當雙氧水投加量為60mg/L時，雙氧水及其中間産物與臭氧分解的·OH反應，降低了·OH的濃度，導緻CODCr去除率低於雙氧水投加量為40mg/L時。因此，雙氧水投加量取40mg/L。

　　3.3 運行情況

　　臭氧氧化裝置在臭氧投加量為270mg/L，雙氧水投加量為40mg/L時，廢水CODCr去除率的變化情況如圖4所示。