臭氧实验装置一站式服务平台
关于我们 产品展示 实验现场 视频中心 标准文献 联系我们
当前位置: 主页 > 新闻动态 > 臭氧文献 >
新闻动态
- 企业新闻
- 臭氧知识
- 臭氧文献
- 行业动态
臭氧催化氧化对固定床蒸氨脱酚废水COD去除效果研究
来源：www.ozonelab.cn 发布时间：2022-04-20 浏览次数：
0 引 言
        固定床气化技术成熟、投资低且甲烷产量高，使其成为天然气制备的主要技术，但也产生了大量高浓度难降解有毒有害的废水[1-3]。固定床气化产生的高浓度含酚有机废水水质成分复杂、污染物浓度高，单一工艺无法进行有效处理，一般采用预处理+生化处理+深度处理的三级处理工艺。目前经常规处理工艺[4-6]后，固定床气化废水处理难达标，主要原因是蒸氨脱酚出水难降解有机物含量高，COD含量高，生化工艺无法有效降解，导致废水可生化性差。因此需采用有效方法提高蒸氨脱酚出水难降解有机物的脱除率及COD去除率。
 
        目前国内外提高难降解有机废水去除率及COD去除率的方法主要有厌氧酸化法[7-9]、电解法[10-12]及臭氧氧化法[13-16]等。厌氧酸化法中厌氧微生物对废水毒性敏感，尤其固定床气化废水中成分复杂，有毒物质种类多，毒性大，致使厌氧酸化法预处理效果不理想；电解法受电极功率及电解范围制约，一般处理规模较小，适合于量小的废水处理，难以适应固定床气化大量废水的处理；臭氧催化氧化法通过臭氧或生成的羟基自由基来提高氧化效率，易氧化难降解有机物且无二次污染，但目前多用于生化出水后的深度处理段，鲜见固定床气化后蒸氨脱酚出水直接采用臭氧氧化工艺的研究成果。因此针对现有项目运行过程中固定床气化蒸氨脱酚出水COD含量高，生化处理难度大等问题，开展蒸氨脱酚出水臭氧催化氧化工艺研究具有创新性。
 
        考虑到臭氧催化氧化工艺易氧化难降解有机物，本文采用臭氧催化氧化工艺进行氧化试验，采用1 t/h臭氧催化氧化装置利用单因素及正交试验法研究了臭氧通气量、臭氧浓度及催化剂投加量对COD去除效果的影响规律，确定了工艺条件的影响主次顺序及很佳工艺参数。很后在很佳工艺参数下进行连续试验80 h，进一步考察了很佳工艺参数下COD的去除效果，以期为工程设计提供参考和借鉴。
 
1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
仪器：紫外可见分光光度计，BOD培养箱，溶解氧测定仪，精密pH计，电子天平等。
试剂：COD试剂、硫酸等。
 
1.2 试验装置
1 t/h臭氧催化氧化装置如图1所示。
        臭氧催化氧化装置主要由反应塔、臭氧发生器、臭氧浓度检测器、气体流量计、氧气瓶、进水泵、电控柜组成。
        臭氧催化氧化反应过程中，通过臭氧发生器将氧气瓶的氧气转换成臭氧，通过臭氧浓度检测器及气体流量计确定反应时臭氧的浓度及流量。原水通过进水泵由反应塔底部进入，臭氧也由反应塔底部进入，随后进水及臭氧分别通过反应塔内的催化剂，臭氧在催化剂下转化成羟基自由基，通过羟基自由基去除水中难降解有机物，降低水中COD，随后出水及未反应的臭氧从反应塔顶部排出。
 
1.3 试验水样水质
试验采用某气化厂脱酚蒸氨出水，废水有少许臭味。废水水质见表1。
表1 某气化厂脱酚蒸氨废水水质特征
        由表1可知，固定床气化蒸氨脱酚出水COD含量高达3 250 mg/L，BOD含量仅为680 mg/L，废水可生化性(BOD/COD)差，且仅为0.21，增加了生化处理的负荷(B/C>0.3时有利于生化)，因此蒸氨脱酚出水在进生化之前有必要进行臭氧催化氧化脱除COD以提高可生化研究。
 
1.4 试验内容
1)采用单因素法研究不同的臭氧氧化工艺条件对COD去除效果的影响规律。
2)采用正交试验法确定工艺条件的影响主次顺序及很佳的工艺参数。
3)在很佳工艺参数下进行连续试验80 h，考察COD的去除效果，优化很佳工艺参数。

2 结 论
1)对臭氧氧化工艺条件进行单因素试验，得到臭氧氧化工艺条件对COD去除效果的影响规律，尽可能降低处理成本的条件下，保证较高COD去除效果。获得的臭氧氧化条件为：1.5 m3/h≤臭氧通气量≤2.5 m3/h，150 mg/L≤臭氧浓度≤250 mg/L，20 kg/t≤催化剂投加量≤30 kg/t。
2)在单因素试验基础上采用正交试验法对臭氧氧化工艺条件进行优化，得到了很佳的臭氧氧化工艺参数为：臭氧通气量2.0 m3/h，臭氧浓度250 mg/L，催化剂投加量30 kg/t。
3)在很佳臭氧氧化工艺参数下，采用1 t/h臭氧氧化装置连续运行80 h，出水COD去除率稳定在43.5%左右，反应后可生化性(B/C)稳定至0.4以上。
 
参考文献(References):
[1] GHOSH S,DE S.Energy analysis of a cogeneration plant using coal gasfication and solid oxide fuel cell[J].Energy,2006(2/3):345-363.
[2] 普煜,陈樑,宁平.鲁奇炉渣在废水净化中的应用研究[J].工业水处理,2007,27(5):59-62.PU Yu，CHEN Liang，NING Ping．Application of Lurgi slag to wastewater purification[J].Industrial Wastewater Treatment,2007,27(5):59-62.
[3] GAI H J,JIANG Y B,QIAN Y,et al.Conceptual design and retrofittingof the coal-gasification wastewater treatment process[J]. Chemical Engineering Journal,2008,138:84-94.
[4] 何斌,王亚娥. 蒸氨-脱酚-SBR处理兰炭废水的研究[J].广东化工,2009,36(12):140-141.HE Bin,WANG Yae.Research on coking waste water treatment by distillation ammonia nitrogen-elimination phenol-SBR[J].Guangdong Chemical Industry,2009,36(12):140-141.
[5] 王伟,韩洪军,张静,等.煤制气废水处理技术研究进展[J].化工进展,2013,32(3):681-686.WANG Wei,HAN Hongjun,ZHANG Jing,et al.Progress in treatment technologies of coal gasification wastewater[J].Chemical Industry and Engineering Progress,2013,32(3):681-686.
[6] 王文豪,高健磊,高镜清.预处理+A/O+臭氧氧化+BAF深度处理煤化工废水[J].工业水处理,2019,39(6):98-103.
WANG Wenhao,GAO Jianlei,GAO Jingqing.Pretreatment +A/O+ ozonation +BAF process for advanced treatment of coal chemical wastewater[J].Industrial Water Treatment,2019,39(6):98-103.
[7] 赵健良,童昶,沈耀良. 厌氧(水解酸化)-好氧生物处理工艺及其在我国难降解有机废水处理中的应用[J].苏州大学学报,2002,22(2):85-88.ZHAO Jianliang,TONG Chang,SHEN Yaoliang.Anaerobic(hydrolysis-acidogenesis)-aerobic process and its study and applications in refractory organic wastewater treatment in china[J].Journal of Soochow University,2002,22(2):85-88.
[8] 邱立伟,向光伟,邓贤文.水解酸化-厌氧-缺氧-好氧法处理高浓度化工废水[J].水处理技术,2011,39(12):131-134.
QIU Liwei,XIANG Guangwei,DENG Xianwen. Treatment of high concentration chemical wastewater by hydrolysis acidification anaerobic anoxic aerobic process[J].Technology of Water Treatment,2011,39(12):131-134.
[9] 邵永康,黄军.水解酸化-厌氧-好氧法处理苯甲酸类化工废水研究[J].环境科学与管理,2013,38(8):115-119.
SHAO Yongkang,HUANG Jun.Reaserch on treatmentof benzoic wastewater by hydrolysis-anaerobic-aerobic method[J].Environmental Science and Management,2013,38(8):115-119.
[10] 张文博,刘发强,牛进龙.铁碳内电解法处理化工废水的研究[J].石化技术与应用,2007,25(1):44-47.
ZHANG Wenbo,LIU Faqiang,NIU Jinlong.Chemical wastewater treatmentby ferrum-carbon internal electrolysis[J].Petrochemical Technology and Application,2007,25(1):44-47.
[11] 曾小勇,王红武,马鲁铭,等.微曝气催化铁内电解法预处理化工废水[J].中国给水排水,2005,21(12):1-4.
ZENG Xiaoyong,WANG Hongwu,MA Luming,et al.Pretreatment of chemical wastewater by micro-aeration catalyzed iron internal electrolysis process[J].China Water and Wastewater,2005,21(12):1-4.
[12] 张俊琪,樊金红,马鲁铭,等.催化铁内电解法处理酸性化工废水后混合印染废水进行混凝处理的研究[J].水处理技术,2012,38(9):88-92.
ZHANG Junqi,FAN Jinhong,MA Luming,et al. Coagulationtreatment of printing and dyeing wastewater mixed with acid chemical wastewater after catalyzed iron internal electrolysis treatment[J].Technology of Water Treatment,2012,38(9):88-92.
[13] 任明,孙淑英,金艳,等.催化臭氧氧化法处理煤化工高盐废水[J].环境工程,2018,36(8):54-59.
REN Ming,SUN Shuying,JIN Yan,et al. Treatment of high-salt wastewater from coal chemical industry by catalytic ozone oxidation[J].Environmental Engineering,2018,36(8):54-59.
[14] 高珊,周集体,孙丽颖,等.臭氧氧化法处理煤化工难降解废水实验研究[J].辽宁化工,2013,42(10):1179-1184.
GAO Shan,ZHOU Jiti,SUN Liying,et al.Research progress in controlling membrane biological fouling by quorum sensing system[J].Liaoning Chemical Industry,2013,42(10):1179-1184.
[15] 胡洁,王乔,周珉,等.芬顿和臭氧氧化法深度处理化工废水的对比研究[J].四川环境,2015,34(4):23-26.
HU Jie,WANG Qiao,ZHOU Min,et al.Comparison study on the application of fenton and ozone oxidation in chemical wastewater treatment[J].Sichuan Environment,2015,34(4):23-26.
[16] 陈媛媛,陆祺,潘爱萍.臭氧氧化深度处理煤化工废水的应用[J].化工管理,2015(7):121.
CHEN Yuanyuan,LU Qi,PAN Aiping.Application of advanced treatment of coal chemical wastewater by ozonation[J].Chemical Management,2015(7):121.

实验现场