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臭氧氧化法处理印染废水的实验方法

发布时间:2013-09-28 14:42  文章来源:未知  文章作者:高级氧化技术工程

  印染废水具有水量大、成分复杂、难降解有机污染物含量高、色度大、水质变化大、可生化性差等特点,属于较难处理的工业废水。目前普遍采用物化法或生化法处理印染废水,处理后废水中仍含有一些难生物降解和成色的有机物,影响废水回用。有研究报道,臭氧氧化和生物法组合工艺处理印染废水生化处理出水,处理后废水能达标排放;臭氧氧化和膜技术联合处理印染废水生化处理出水,处理后废水可回用于印染工艺。目前,将臭氧氧化用于印 染废水深度处理均是与其他水处理技术联合应用,对于采用臭氧氧化法单独深度处理印染废水生化处理出水的研究未见报道。
  本工作采用臭氧氧化法深度处理印染废水生化处理出水,考察了臭氧通气时间、后续反应时间、废水 pH 等工艺条件对废水处理效果的影响。并对臭氧氧化处理过程中不同阶段的水样进行了三维荧光分析和相对分子质量分布检测,分析了废水中污染物的变化情况。
  1 实验部分
  1.1 废水水质
  实验用废水为江苏某棉纺织印染企业生产废水经 SBR 生化处理后的出水,COD 80~120 mg/L,BOD5 6~9 mg/L,BOD5/COD = 0.075, SS 25~80 mg/L,色度 35~80 倍,pH 7.2~8.1。
  1.2 试剂和仪器
  实验所用试剂均为分析纯。
  TFCB1 型臭氧发生器:清华同方公司; PHS-25 型数显酸度计:杭州雷磁分析仪器厂; F - 7000型荧光分光光度计:日立公司,光源为150 W 氙灯,光电倍增管电压为 700 V,激发和发射单色器均为衍射光栅,激发和发射狭缝宽度均为 5 nm,激发光波长 200~450 nm,间隔 5 nm,发射光波长220~600 nm,间隔 1 nm,数据采用 Origin 软件进行处理,以等高线图表征,以高纯水作为空白校正。
  1.3 实验工艺流程和实验方法
  臭氧氧化深度处理印染废水生化处理出水的工艺流程见图 1。
                        
  图1 臭氧氧化深度处理印染废水生化处理出水的工艺流程
  1 氧气瓶;2 臭氧发生器;3 安全瓶;4 pH 调节罐;5 计量泵;
  6 臭氧氧化反应器;7 臭氧破坏器
  臭氧氧化反应器为圆柱形,直径 200 mm,总高度 3.6 m,有效高度3.2 m,有效容积约为 100 L。臭氧从反应器底部曝气头进入反应器。
  在反应器内先注入 60 L 废水,控制进气流量为 2.5 L/min,进气中臭氧质量浓度为 12.5 mg/L,向反应器内通气一定时间,以废水色度和 COD 的去除率为考察对象,确定较佳臭氧通气时间。在确定的最佳臭氧通气时间条件下,考察停止通臭氧后臭氧与废水后续反应时间对色度和 COD 去除率的影响。
  向废水中加入适量 H2SO4 或 NaOH 溶液调节其 pH,然后将调节 pH 后的废水注入反应器内,在较佳臭氧加入量和反应时间的条件下,考察废水pH 对色度和 COD 去除率的影响,确定较佳 pH条件。
  1.4 分析方法
  采用重铬酸钾法测定废水 COD;采用稀释接种法测定废水 BOD5;采用酸度计测定废水pH;采用稀释倍数法测定废水色度;采用重量法测定废水 SS;采用碘量法测定气体中臭氧质量浓度;采用荧光分光光度计测定废水中溶解性有机物的三维荧光谱图;采用凝胶色谱法测定DOM 的相对分子质量分布。
  a)臭氧氧化对印染废水生化处理出水的 COD和色度有很好的去除效果,在进气流量为 2.5 L/min、进气中臭氧质量浓度为 12.5 mg/L、臭氧通气时间为 30 min、后续反应时间为 30 min 的条件下,废水的 COD 去除率约为 40%,色度去除率大于 95%,经臭氧氧化深度处理后废水色度小于 5 倍,COD为45~70 mg/L,BOD5 为 10~13 mg/L,BOD5/COD = 0.2,出水可生化性有所提高。
  b)经三维荧光光谱分析和相对分子质量分布检测,臭氧氧化处理后废水中含芳香族氨基酸的蛋白质类物质或酚类物质的不饱和键断裂,废水DOM 的结构和种类发生了变化,相对分子质量较大的物质被降解为相对分子质量较小的物质。
  2.结论
  a)臭氧氧化对印染废水生化处理出水的 COD和色度有很好的去除效果,在进气流量为 2.5 L/min、进气中臭氧质量浓度为 12.5 mg/L、臭氧通气时间为 30 min、后续反应时间为 30 min 的条件下,废水的 COD 去除率约为 40%,色度去除率大于 95%,经臭氧氧化深度处理后废水色度小于 5 倍,COD为45~70 mg/L,BOD5 为 10~13 mg/L,BOD5/COD = 0.2,出水可生化性有所提高。
  b)经三维荧光光谱分析和相对分子质量分布检测,臭氧氧化处理后废水中含芳香族氨基酸的蛋白质类物质或酚类物质的不饱和键断裂,废水DOM 的结构和种类发生了变化,相对分子质量较大的物质被降解为相对分子质量较小的物质。
 

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