雙氧水催化氧化深度處理化工廢水
來源:    發布時間: 2018-11-28 17:35   1118 次瀏覽   大小:  16px  14px  12px
  化工廢水經生化處理后仍然具有較高的COD、色度、有毒有害組分,直接排放會對人體和周圍環境造成大的傷害〔1〕。目前化工行業廢水的深度處理工藝包括高級氧化技術、生物濾池、吸附法、離子交換等。其中臭氧催化氧化法是結合臭氧的強氧化性并利用催化
  化工廢水經生化處理后仍然具有較高的COD、色度、有毒有害組分,直接排放會對人體和周圍環境造成大的傷害〔1〕。目前化工行業廢水的深度處理工藝包括高級氧化技術、生物濾池、吸附法、離子交換等。其中臭氧催化氧化法是結合臭氧的強氧化性并利用催化劑催化產生的羥基自由基來氧化廢水中有機物的一種高級氧化工藝〔2〕。該法能克服單獨臭氧氧化有機污染物時的選擇性及不能完全礦化的缺陷,具有降解速率快、無二次污染等優勢〔3〕。臭氧/雙氧水氧化是在單一氧化的基礎上發展起來的新的高級氧化技術,與單一氧化過程相比,有機物的終降解產物為二氧化碳、水及其他礦物質,不存在二次污染,同時該工藝降解有機污染物的速度可顯著提高,反應條件溫和,是一種較有前途的化學氧化工藝〔4〕。通過對比臭氧、臭氧催化氧化、臭氧/雙氧水和臭氧/雙氧水催化氧化4種工藝深度處理化工廢水的效果,確定工藝路線,優化工藝參數,保證氧化后化工廢水的可生化性,使之滿足后序生化工藝的需求。
  實驗采用浸漬法制備催化劑,選用市售陶粒為載體,金屬氧化物如二氧化錳為活性組分。陶粒采用硝酸和氫氧化鈉各浸泡清洗2 h,并在105℃下烘干備用。將載體加入二氧化錳溶液中,攪拌30 min,靜置浸漬12 h,在80℃下烘干得到前軀體,后在可編程高溫爐中800℃煅燒4 h,得到陶粒負載氧化錳型催化劑。
  1.3 實驗裝置
  實驗采用青島國林實業股份有限公司生產的CF-G-3-10g型臭氧發生裝置,該裝置以純氧為氣源,氧氣通過高壓電暈電場,在電場內發生電化學反應,轉變為臭氧。臭氧氧化反應器為直徑10 cm、高150 cm的有機玻璃圓柱管A和B,其中反應柱A中填充高度為20 cm的催化劑。進出臭氧濃度均采用MOT500臭氧在線檢測儀實時監測,尾氣采用碘化鉀吸收。
  1.4 實驗方法
  將6 L化工廢水二級生化出水通過蠕動泵分別加入反應柱A和B,控制進氣量5 L/min,臭氧質量濃度1 000 μg/L,記錄1 h內的進出臭氧質量濃度,并每隔10 min取樣測定出水COD、色度和UV254。
  按1.4方法,在反應柱B內填充50%催化劑,停留時間1 h,待反應結束殘余臭氧完全消耗后取出水,測定臭氧與臭氧催化氧化工藝出水COD和 UV254,并計算去除率。結果表明,臭氧投加量為60 mg/L時,臭氧氧化對化工廢水二級生化出水COD和UV254的去除率分別為23.66%、41.12%,以MnO2為活性組分的催化劑催化氧化化工廢水二級生化出水COD和UV254的去除率分別為26.77%、42.43%。這可能是因為該化工廢水中大多數有機物通過臭氧分子的氧化就可以被較好地去除〔5〕,同時催化劑的裝填為簡單堆砌式,較大的顆粒粒徑使得原本細小的氣泡迅速匯聚,降低臭氧利用率。通過計算臭氧利用率發現:單獨臭氧氧化的臭氧利用率為56.34%,比催化臭氧氧化的臭氧利用率高12.58%,這表明催化劑既能催化臭氧產生羥基自由基強化臭氧氧化效果〔6〕,又會通過填料孔徑縮短臭氧路徑降低臭氧利用率。因此如何合理裝填催化劑是需要解決的問題之一。http://www.zhuzhouhejin.com/
 
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