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冷轧反渗透浓水臭氧氧化试验研
更新时间:2017-03-29 来源:​《净水技术》 作者:李恩超,施杰

摘要:冷轧反渗透浓水中含有大量难降解有机物,属于高含盐量、高COD 的特种废水,如将其直接排放会造成严重的环境污染。该文在臭氧氧化和臭氧-紫外催化氧化两种条件下对冷轧反渗透浓水中的COD 进行降解试验。结果表明臭氧-紫外催化氧化在降解浓水的COD 的试验中存在明显的协同促进作用。当臭氧量为20. 43 mg /L·min,通入60 min 时,臭氧单独作用下浓水COD 去除率为35%; 有臭氧-紫外协同条件下,COD 去除率为50%。

冷轧废水主要为酸性废水、浓碱及乳化液废水、稀碱含油废水、光整及平整废液等,同时冷轧废水的性质随使用的冷轧工艺的不同波动较大,是钢铁废水中相对较难处理的一类废水[1,2]。从国内外冷轧废水处理技术现状及发展来看,应用反渗透技术进行冷轧废水的深度处理并进行回用是该类废水处理的趋势和未来的主导技术。但是,反渗透浓水中的高浓度污染物会对环境产生不利影响[3,4]。

宝钢冷轧废水每个能介单元采用生物与物化耦合工艺日处理8 000 m3的冷轧废水,经处理后排放的废水COD 小于60 mg /L。为了实现冷轧废水的资源化利用,部分达标排放的冷轧废水采用超滤+ 反渗透工艺进行深度处理,反渗透产水回用于前端冷轧工艺,产生的冷轧反渗透浓水无法直接排放。反渗透浓水中盐分高、污染物含量高,特别是含有部分有毒有害及难降解物质,直接排放将对环境造成较大的危害。同时新版《钢铁工业腾博会官网诚信为本物排放标准》( GB 13456—2012) 对反渗透浓水中COD 的处理及达标排放提出更为严格的要求。

冷轧反渗透浓水中含有难降解的有机物,可生化性差,利用现有的生物处理方法处理比较困难。臭氧( O3) 是一种具有强氧化性的气体,它可导致不饱和有机分子断裂,将难生物降解的有机物彻底氧化生成无毒的、易生物降解的小分子有机物或二氧化碳。目前,采用臭氧氧化处理冷轧废水RO 浓盐水的文献报道并未多见,但是采用臭氧处理难降解工业废水的研究较多,可以为冷轧废水反渗透浓盐水的处理提供一定借鉴。

郑可等[5]对垃圾渗滤液反渗透浓水采用臭氧氧化工艺进行处理,结果发现在pH 为8.0、温度为30℃、臭氧投加量为5 g /h、反应时间为90 min 的条件下,渗滤液反渗透浓水中COD 的去除率为67. 6%。郑俊等[6]采用臭氧氧化法对生化处理后的焦化废水进行处理,结果表明气水接触90 min 时,整个系统对COD 去除率达到30. 3%,经臭氧氧化后,大部分难降解有机物被完全去除。

虽然臭氧氧化法能降解有机废水中的COD,但是单独用臭氧处理有机废水时,臭氧在水中的溶解性差、利用率偏低、氧化能力不足[7],因此演变出许多改进工艺,如紫外/臭氧、臭氧/H2O2、紫外/臭氧/H2O2、草酸/Mn2 + -臭氧等,不仅提高了臭氧的利用率和处理效果,而且氧化能力大大提高。目前,改进的臭氧高级氧化法已成为提高污水生物降解性能的热点技术之一。改进的臭氧高级氧化技术已用于处理医药污水[8,9]、垃圾渗滤液[10, 11]、化工污水[12]中的难降解有机物,有研究者[13]将臭氧在紫外协同作用下处理垃圾渗滤液。蔡哲锋等[14]将臭氧与H2O2相结合,产生更多的·OH,COD 去除率大大提高。

本文针对冷轧反渗透浓水的特点,采用臭氧氧化和臭氧-紫外催化氧化技术去除浓水中的COD,对臭氧的投加量、反应条件等参数进行深入研究,以期取得良好的有机物降解效果。

1 材料与方法

1. 1 试验水样

试验所用废水为冷轧反渗透浓水。水质指标如表1 所示。试验时水温为20℃。

1. 2 分析方法和试剂

pH 用玻璃电极法( GB /T 6920) 进行测定; COD用重铬酸盐法( GB 11914—89) 进行测定; 试验所用主要试剂为过氧化氢( 30%) 、碘化钾、硫酸、硫代硫酸钠、可溶性淀粉和氢氧化钠,以上试剂均购自上海凌峰化学试剂有限公司,均为分析纯。

1. 3 试验装置

本试验采用玻璃材质制作臭氧氧化反应器,其装置图如图1所示。臭氧氧化反应器内径为10. 0 cm,总容积为3. 0 L,底部设有微孔气体分散器,采用高纯氧为氧源。试验过程中,臭氧产生的尾气用20%碘化钾溶液吸收以确定臭氧向水中的转移率。

版权、出处:《净水技术》

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