- N +

物化强化预处理对化工园区废水中典型污染物转化的影响

物化强化预处理对化工园区废水中典型污染物转化的影响原标题:物化强化预处理对化工园区废水中典型污染物转化的影响

导读:

物化强化预处理对化工园区废水中典型污染物转化的影响 核心提示:物化强化预处理对化工园区废水中典型污染物转化影响的最新消息:摘要:以江苏省某化工园区污水处理厂的原水为研究对象...

物化强化预处理对化工园区废水中典型污染物转化的影响 核心提示:物化强化预处理对化工园区废水中典型污染物转化影响的最新消息:摘要:以江苏省某化工园区污水处理厂的原水为研究对象,采用臭氧氧化、铁碳微电解和芬顿氧化三种物化方法对预处理进行强化,并采用气相色谱-质谱联用技术(GCMdASH);以江苏省某化工园区污水处理厂的原水为研究对象,采用臭氧氧化、铁炭微电解和芬顿氧化三种物化方法强化预处理,并添加化学气相沉积法;利用质谱技术对典型污染物进行分析 实验结果表明,在最佳条件下,臭氧氧化、芬顿氧化和铁炭微电解对化学需氧量的去除率分别为8.0%、51.3%和5.6%;在提高可生化性方面,臭氧氧化法效果最好,废水的生化需氧量由0.112提高到0.184,芬顿氧化法和铁碳微电解法的生化需氧量分别为0.150和0.123。经过物理和化学预处理后,废水中的环状物质将开环,线性物质将增加,但可生物降解的物质如苯环、脂类和杂环仍存在,为简单提高废水的可生物降解性,建议采用臭氧氧化法。如果有去除化学需氧量和提高生物降解性的要求,建议采用铁碳微电解法 在工业集中区,工业企业密集,废水种类繁多 园区企业排放的废水大部分在企业内部进行了生化处理,废水中的大部分污染物为难降解物质 此外,园区企业生产周期不同,废水排放和水质不确定,导致园区污水处理厂进水波动 因此,如何选择合理高效的预处理方法,并将其与现有的生物处理方法相结合,有效去除水中的难降解有机物,从而保证园区污水处理厂的稳定排放,成为水处理领域的一个热点问题。 高级氧化技术因其在降低有机毒性、提高生化需氧量/化学需氧量、脱色和除臭方面的优势而得到广泛应用,特别是与生物处理相结合[1] 目前,臭氧[2]、微电解[3]、氟离子[4]以及微电解和氟离子[5]的结合被广泛使用 罗久鹏等[6]采用芬顿絮凝法对某化工园区综合废水进行预处理。化学需氧量、浊度和色度的去除率分别可达78.86%、96.64%和98.65%。生化需氧量由0.18提高到0.5以上,废水的可生化性明显提高 荣等人采用臭氧催化微电解法对上海某工业污水厂的进水进行预处理,降低了后续生化处理中难降解有机物的负荷,并在很大程度上去除了正磷酸盐 目前,预处理方法的选择大多基于污染物的去除效果,但很少有通过分析污染物的结构变化来选择预处理方法的研究 以江苏省某化工园区污水处理厂的原水为研究对象,采用臭氧氧化、铁炭微电解和芬顿氧化三种物化方法强化预处理。利用气相色谱-质谱联用技术对典型污染物进行分析,为预处理工艺的选择提供参考 1实验部分1.1试剂、材料和仪器硫酸亚铁中间体;7H2O,30%(重量)H2O2溶液,无水硫酸钠:分析纯 活性炭:颗粒状,粒径为1 ~ 2 mm,市售;废铁:加工汽车上的废铁 废水:江苏省某化工园区污水处理厂的原水,化学需氧量114-789毫克/升,生化需氧量25-100毫克/升,氨氮14-75毫克/升,总氮15-98毫克/升,总磷1.3-12.0毫克/升,酸碱度6.5-8.0 工厂水处理能力为8000 ~ 10000 t/d,原水来自园区生活污水和工业废水,其中工业废水主要来自某化工集团排放的化工涂料废水(30% ~ 40%) 园区企业主要是电缆企业和化工涂料企业 安捷伦6890仪表盘;5973型气相色谱-质谱联用仪:安捷伦科技有限公司;PHS-3C酸度计:上海精密科学仪器有限公司;C2B臭氧发生器:英国特里奥根公司;N-1000旋转蒸发器:日本爱朗公司;TTL-DClI氮气鼓风机:北京同泰联科技发展有限公司 1.2实验方法1.2.1废水的预处理臭氧氧化法:臭氧用量30毫克/升,反应时间30分钟,不调节废水ph值 铁碳微电解法:铁屑与活性炭的质量比为2∶1,总用量为800克/升,废水的酸碱度为3,反应时间为45分钟 芬顿氧化法:H2O2与Fe2+的摩尔比为10: 1,H2O2的用量为理论用量的1/3,即1.08毫升/升(化学需氧量按500毫克/升计算),废水的酸碱度为5,反应时间为45分钟 1.2.2废水中有机物的提取用0过滤废水。45um膜以去除悬浮颗粒;量取500毫升过滤水,调节酸碱度至中性,加入50毫升二氯甲烷提取,剧烈摇动5分钟,静置,分层完成后分离提取层;向萃余液中加入50毫升二氯甲烷,重复上述操作,合并两次获得的萃取层;用1摩尔/升氢氧化钠溶液调节萃余液的酸碱度至12,用25毫升二氯甲烷萃取两次,合并萃取层;用20%(重量)硫酸调节萃余液的酸碱度至2,用25毫升二氯甲烷萃取两次,合并萃取层;混合所有萃取层,加入少量无水硫酸钠,用旋转蒸发器在43℃浓缩至约1毫升,用氮气鼓风机调节体积至1毫升[8-11] 1.3分析方法根据文献[12]测定废水化学需氧量和生化需氧量 用气相色谱-质谱联用仪分析废水中的有机物:HP-5应时毛细管柱(30m×0.25mm×0.25 μm),氢火焰离子化检测器;氦气载气,流速1.0毫升/分钟;入口温度为280℃。柱温为100℃,保温3分钟,然后以20℃/分钟的速度升至280℃,最后保温2分钟;。不分流时,注入量为0.2微升;质量扫描范围为30 ~ 500 amu电子轰击能量为70ev;离子源温度280℃ 2结果与讨论2.1预处理效果在进水水质为化学需氧量359.8毫克/升、生化需氧量40.6毫克/升、硼碳比0.112的条件下,废水的预处理效果见表1。 从表1可以看出,臭氧氧化、氟离子氧化和铁碳微电解对废水的处理效果差异很大,化学需氧量的去除率分别为8.0%、51.3%和45.6%;在提高硼碳比方面,臭氧氧化效果最好,废水的硼碳比从0.112提高到0.184,芬顿氧化和铁碳微电解的硼碳比分别为0.150和0.123 通过三种技术提高性价比的机制是不同的。臭氧氧化提高了废水的生化需氧量,而芬顿氧化和铁炭微电解对化学需氧量有一定的去除作用 2.2气相色谱-质谱分析结果2.2.1总离子流图废水中有机物的总离子流图见图1 从图1可以看出,废水预处理后有机物的峰值强度和停留时间有明显变化;废水经臭氧氧化预处理后,有机物峰值强度下降,峰值数量明显增加,表明物质之间的转化反应活跃,废水经芬顿氧化和铁碳微电解预处理后,主要有机物种类明显减少,峰值强度很高,表明部分有机物被完全降解,难降解物质被保留 图1预处理前废水a中有机物的总离子流图;臭氧氧化预处理;芬顿氧化预处理;铁炭微电解预处理2.2.2有机组分通过气相色谱-质谱联机自动检索功能进行分析 以选取的10种高含量物质为研究对象,从物质结构的变化出发,比较了3种物化方法对废水中难降解物质的降解效果,并分析了主要物质的降解过程 废水中主要有机物的组成见表2 ~ 5 从表2-5可以看出,原水成分复杂,富含有机物,主要是脂类、苯系物、胺类和醚类等难降解物质,导致废水的B/C较低;臭氧氧化预处理后,线性官能团增加,同时出现新的杂环,表明臭氧氧化在一定程度上提高了废水的可生化性,臭氧处理后原水仍出现六(甲氧基甲基)三聚氰胺和邻苯二甲酸酯,从另一个角度反映了臭氧氧化对难降解化合物的去除率较低;经过铁碳微电解预处理后,废水中的主要物质被浓缩,邻苯二甲酸二异丁酯、柠檬酸三乙酯和二氢苊二肟成为主要物质,同时线性物质现象增多,经过氟氧烷氧化预处理后,(z) -9-十八碳烯酸酰胺、油酸腈等线性物质成为主要物质,大大提高了废水的可生化性 基于特定预处理前后废水中有机成分的变化,以原水的主要成分六(甲氧基甲基)三聚氰胺为例,阐述了不同氧化技术对难降解物质的降解途径 三种物理化学方法降解六(甲氧基甲基)三聚氰胺的途径如图2所示 从图2可以看出,经过臭氧氧化预处理后,原始物质仍然存在;然而,经过芬顿氧化和铁炭微电解预处理后,材料结构发生了变化,芬顿处理后生成的材料结构相对简单 这表明芬顿氧化最强,铁炭微电解次之,臭氧氧化最弱,这与三种物化方法对化学需氧量的去除效果一致 综上所述,臭氧氧化、芬顿氧化和铁碳微电解都能在一定程度上破坏废水中难降解物质的结构。经过物化预处理后,废水中的环状物质将会开放,直链物质的数量将会增加,但苯环、脂类和杂环等难降解物质仍然存在 废水中物质种类和结构的变化验证了预处理实验的结果,为废水预处理方法的选择提供了参考 如果废水的可生物降解性得到简单改善,建议采用臭氧氧化法。如果需要去除化学需氧量和提高硼碳比,建议采用铁碳微电解法 这是因为铁炭微电解处理后的废水的酸碱度在8左右,不需要另外调节,原料中的铁屑是废物;但是,芬顿氧化法需要调节废水处理前后的酸碱度,而且添加的化学物质种类相对较多,不利于实际应用 结论1)臭氧氧化、芬顿氧化和铁炭微电解的处理效果差异较大,化学需氧量的去除率分别为8.0%、51.3%和45.6%。在提高硼碳比方面,臭氧氧化效果最好,将废水的硼碳比从0.112提高到0.184,芬顿氧化和铁碳微电解的硼碳比分别为0.150和0.123 b)臭氧氧化、芬顿氧化和铁碳微电解可以在一定程度上破坏废水中难降解物质的结构:臭氧氧化预处理后,线性官能团增加,同时出现新的杂环;经过铁炭微电解预处理后,废水中的主要物质被浓缩,包括邻苯二甲酸二异丁酯、柠檬酸三乙酯和二氢苊二肟,线性物质也有所增加,经过芬顿氧化预处理后,(z)-9-十八碳烯酸酰胺、油酸腈等线性物质成为主要物质,大大提高了废水的可生化性 c)为提高废水的可生化性,建议采用臭氧氧化法;如果需要去除化学需氧量和提高硼碳比,建议采用铁碳微电解法 参考文献[1]曼德尔·T,梅蒂·S,达斯古普塔·D,等a1。引用该论文王志平,王志平,王志平.脱盐,2010,250 (1) :87-94。[2]洛蒂托,弗拉蒂诺,伯格纳,等。引用该论文王志平,王志平,王志平.化学工程杂志,2012,195/196 :261- 269。[3]朱秋实,郭,郭春梅,等a1 .引用该论文王志平,王志平,王志平.化学工程杂志,2014,255 :535-540。[4]努希恩·罗,巴托·阿,乌尔·拉赫曼·马苏,等a1。引用该论文王志平,王志平,王志平.台湾化学工程学院学报,2014,45 (4): 1661-1665。[5]胡少伟,王飞,陈鹏,等.内电解-芬顿氧化-絮凝沉淀预处理焦化废水[J].化学环境保护,2014,34(34(4):344 mdash;347.[6]罗久鹏,韩飞,姜奇,等.化学综合废水预处理的研究.[1]芬顿-絮凝法[J].《工业用水和废水》,2011年,42(5):15 mdash;19.[7]荣,。引用该论文王志平,王志平,王志平.化学环境保护,2004,24(6):433 mdash;435.[8]戴,李,周,等.GCmdash引用该论文王志平,王志平,王志平.浙江大学学报:科学版,2014,41(1):72;77.[9]刘伟静,张龙,吴伟,等.千年发展目标;引用该论文王志平,王志平,王志平.环境科学,2010,31(4):1008 mdash;1013.[10]刘田,孙,,倪,等.G Cmdash引用该论文王志平,王志平,王志平.四川环境,2007,26(2):1;5,10。[11]薛连海。引用该论文王志平,王志平,王志平.《安全与环境杂志》,2002,2 (5): 45页;47.[12]原国家环境保护总局《水和废水监测与分析方法》编辑委员会。水和废水监测和分析方法[M] .4版.北京:中国环境科学出版社,2002:201;234.声明:本文转载的目的是为了传递更多的信息 如果来源标记不正确或侵犯了您的合法权益,请联系本网站并提供所有权证明,我们将及时更正和删除。谢谢你 使用微信;扫除。添加函数;;
返回列表
上一篇:
下一篇: