煉廠廢水再生濃水臭氧活性炭催化氧化影響因素與效果的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、煉化企業(yè)污水處理工藝一般包括隔油、氣浮、生化和過濾等操作，由于水資源的緊缺，企業(yè)通過一些回用裝置生產(chǎn)可滿足生產(chǎn)需要的水，超濾-反滲透具有高效分離性，而被廣泛應(yīng)用于煉廠廢水深度處理中，經(jīng)過一定的預(yù)處理、進(jìn)入雙膜單元，出水可回用為生產(chǎn)用水，反滲透濃水（RO濃水）則由于水質(zhì)復(fù)雜、難降解，直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境與人類健康造成潛在的危險(xiǎn)，所以有必要對(duì)濃水進(jìn)行深度處理，減少污染物含量，減少對(duì)環(huán)境的影響。
　　本文采用活性炭催化臭氧氧化處理煉廠廢水R

2、O濃水，分別通過靜態(tài)與動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)研究活性炭的種類，濃水的pH、反應(yīng)時(shí)間與臭氧投加量等因素對(duì)COD去除效率的影響。
　　1.根據(jù)影響實(shí)驗(yàn)的條件，選取pH、臭氧投加量、反應(yīng)時(shí)間、預(yù)處理方式、加入介質(zhì)種類5個(gè)因素，各因素均定3個(gè)水平，采用L27（313）正交表進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，綜合方差分析與極差分析的結(jié)果，確定出因素影響的主次順序是：預(yù)處理方式→反應(yīng)時(shí)間→臭氧投加量→加入介質(zhì)種類→pH；其中加入介質(zhì)中，凹凸棒的效果不大，而活性炭的效果較好

3、，因此取活性炭或者改性活性炭作為接下來的預(yù)處理或者聯(lián)合工藝對(duì)象。
　　2.靜態(tài)實(shí)驗(yàn)分別采用單獨(dú)臭氧氧化與活性炭催化臭氧氧化法對(duì)RO濃水處理效果進(jìn)行了研究；考察了不同 pH條件和反應(yīng)時(shí)間對(duì) COD去除效果的影響規(guī)律；并對(duì)活性炭進(jìn)行了不同改性，研究各改性活性炭的催化臭氧氧化效率和活性炭投加量的影響，并與單獨(dú)臭氧氧化處理效果進(jìn)行對(duì)比，為實(shí)際工程應(yīng)用提供工藝與參數(shù)指導(dǎo)。結(jié)果顯示：（1）對(duì)于該煉廠RO濃水，pH為偏堿性8.14，反應(yīng)時(shí)間為4

4、0min時(shí)，臭氧氧化的COD去除率最高可達(dá)45％；（2）對(duì)活性炭進(jìn)行氨水、雙氧水、硝酸銅改性，實(shí)驗(yàn)證明雙氧水改性活性炭相比原活性炭的催化效果改善明顯，因?yàn)槌粞跹趸瘽馑漠a(chǎn)物大多為親水性，這類親水性物質(zhì)難以被進(jìn)一步去除，而雙氧水改性可以增加活性炭表面的親水性基團(tuán)，有助于活性炭對(duì)這些親水性物質(zhì)的吸附。用雙氧水改性活性炭作為催化劑催化臭氧氧化處理RO濃水時(shí)，可加快反應(yīng)進(jìn)程，并對(duì)COD的去除率有一定的提高；且當(dāng)雙氧水改性活性炭投加量為2g時(shí)催化

5、效果最明顯；（3）煉化企業(yè) RO濃水的可生化性差，pH為偏堿性時(shí)，臭氧可以將大部分難降解有機(jī)物氧化為小分子物質(zhì)，使氧化處理后濃水的B/C值提高至0.62；活性炭催化臭氧氧化出水的B/C為0.45。
　　3.動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)分別對(duì)RO濃水進(jìn)行了活性炭吸附、單獨(dú)臭氧氧化和活性炭催化臭氧氧化的實(shí)驗(yàn)效果研究；考察了不同臭氧流量與 pH對(duì) COD去除效果的影響規(guī)律；研究了活性炭改性與否與活性炭飽和程度對(duì)催化臭氧氧化性能差異；并對(duì)活性炭催化性能的穩(wěn)定

6、性和再生后催化性能的恢復(fù)情況進(jìn)行了研究；最后，對(duì)處理前后RO濃水進(jìn)行了紅外表征，以此來初步探討活性炭催化臭氧氧化的機(jī)理。結(jié)果顯示：（1）臭氧流量為0.06L/min，pH為8時(shí)的催化臭氧氧化效果較好，臭氧流量過低，對(duì)污染物質(zhì)的氧化不充分，過高時(shí)，臭氧的停留時(shí)間變短，與活性炭表面的接觸不充分；酸性條件下臭氧以直接氧化為主，COD去除效果不佳；pH過高，一方面，羥基自由基（·OH）濃度較高，有互相碰撞發(fā)生猝滅的可能，另一方面，在一定堿性程度

7、時(shí)也存在一些·OH捕獲劑。（2）活性炭改性與否與活性炭的飽和程度對(duì)最終處理效果的影響不明顯，表明在該實(shí)驗(yàn)條件下未改性活性炭的催化氧化已較充分，而且吸附飽和并不影響活性炭的催化活性；（3）活性炭催化臭氧氧化體系中生成了氧化能力更強(qiáng)的·OH，可顯著加快反應(yīng)進(jìn)程，第一循環(huán)便可將COD降低至75mg/L左右，去除1gCOD消耗2.5～4.1g臭氧；循環(huán)六次后可將COD降至40mg/L，去除率高達(dá)80%；且催化劑的穩(wěn)定性較高，再生后使用11次，平