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Hot News本次收到廢水為膜過濾前廢水,主要污染物為嗎啉、甲胺,廢水數據詳見下表:
水樣名稱 | pH值 | COD(mg/l) | 水量(m3/d) |
嗎啉甲胺-0 | 10 | 25000~35000 | 80 |
針對來水檢測數據如下:
水樣名稱 | pH值 | COD(mg/l) | 外觀 | 電導率μs/cm | 水量(m3/d) |
嗎啉甲胺-0 | 11.1 | 18510 | 白色透明 | 383.2 | 80 |
從檢測數據上看,實際收到的水樣的COD與客戶預計的水樣有一定的差距,有可能受檢測方法或檢測設備的影響。
2.處理目標:
(1)降解COD,實現出水COD<5000 mg/L的目標;
(2)提高可生化性,后續(xù)進入生化處理;
(3)尋找最佳投資點。
二、設計處理工藝
1. 高級氧化技術介紹
典型工業(yè)廢水(如醫(yī)藥、化工、印染等)常具有有機物含量高、成分復雜、鹽含量高、可生化性差等特點,因此常規(guī)的生化工藝很難對其中的有機物進行有效處理。如圖1所示,高級氧化技術是在臭氧、紫外等單一氧化法基礎上發(fā)展起來的新型化學氧化技術,其作用機理是利用原位產生的強氧化性自由基或活性基團,如最常見的羥基自由基(·OH),與有機物發(fā)生化學氧化反應,實現其斷鍵或降解,可將其直接礦化或氧化提高廢水的可生化性。
高級氧化技術是20世紀80年代發(fā)展起來的處理廢水中難降解有機污染物的新技術。根據所用氧化劑及催化條件的不同,常見的高級氧化技術有以下幾類:Fenton氧化、紫外光催化、催化臭氧氧化、濕式氧化、超臨界水氧化、電化學氧化等。由于高級氧化技術具有反應快速、適用范圍廣等優(yōu)點,引起世界各國廣大專家、學者及工程設備研究人員的重視,并相繼開發(fā)了多種處理工藝和設備,使高級氧化系統(tǒng)展現出一定的生命力和競爭力。
圖1高級氧化技術原理示意圖
2. 光化學氧化技術
(1)技術介紹
在紫外線激發(fā)下,H2O2可產生具有很強氧化性的羥基自由基,可將有機污染物最終礦化為CO2和H2O,其中間產物具有較多含氧官能團,可有效提高廢水的可生化性。
(2)UV/ H2O2基本原理:
H2O2 +hv 2
+H2C = CHR
HOCH2 -
+ R-H
+H2O
+ pollutants
CO2 +H2O
本方案采用UV/ H2O2高級氧化工藝,反應效率較高,無副產物(如污泥等)產生,減少了二次處理的費用;高級氧化系統(tǒng)占地面積小,減小了土建投資費用;UV光化學系統(tǒng)及催化劑投加系統(tǒng)均可根據水質、水量進行調節(jié),一定程度上降低了設備的運行成本。
三、實驗數據及描述
1.試驗方法
(1)本次實驗為內循環(huán)試驗。
(2)測試過程中由于水樣COD超過測試量程,故對水樣稀釋100倍進行COD測試處理。
2.光化學反應過程圖
圖2 調整pH≈3條件下光化學反應過程圖
3.數據分析
表1 實驗過程中COD數據對比分析及過程PH、電導率變化
取樣編號 | COD | COD去除率 | 電導率 | PH |
| mg/L | mg/L | us/cm | |
嗎啉甲胺-0 | 18510 | 0.00% | 348.30 | 3.21 |
嗎啉甲胺-2 | 16100 | 13.02% | 4302.00 | 2.95 |
嗎啉甲胺-4 | 13850 | 25.18% | 4401.00 | 2.75 |
嗎啉甲胺-6 | 11890 | 35.76% | 3915.00 | 2.58 |
嗎啉甲胺-8 | 11590 | 37.39% | 3888.00 | 2.31 |
嗎啉甲胺-10 | 7977 | 56.90% | 3871.00 | 2.09 |
嗎啉甲胺-12 | 8428 | 54.47% | 4494.00 | 2.18 |
嗎啉甲胺-14 | 5268 | 71.54% | 4580.00 | 2.17 |
嗎啉甲胺-16 | 4666 | 74.79% | 5887.00 | 2.52 |
圖3 調整pH≈3條件下COD去除效果圖
結合表1和圖3可以看出,原水經調整pH至3左右,水樣經過光化學氧化反應后COD的濃度有明顯降低。在反應到16小時后,COD濃度已由18510 mg/L降至4666 mg/L,去除率可達74.79%,滿足出水COD<5000 mg/L的目標要求。綜合以上數據結果發(fā)現,光化學氧化反應對該水樣中有機污染物具有明顯的去除效果,可有效加速難降解有機物的分解和礦化,實現出水指標要求。
4.結論
1) 原水經pH調整至3左右,光化學氧化技術小試實驗進行16小時后,COD濃度已由18510 mg/L降至4666 mg/L,去除率可達74.79%,滿足出水COD<5000 mg/L的目標要求。表明光化學氧化技術對嗎啉甲胺廢水中有機物具有較好的去除效果。
2) 按照目前小試條件試驗,在調整pH條件下,直接運行成本約95.99元/噸水,詳細情況如下:
序號 | 項目 | 單位 | 數量 | 單價 | 合計 | 折合噸水(元/噸) |
項目 | 處理水量 | m³/d | 80.00 | | | |
設計進水COD | mg/L | 25000~35000 | | | | |
設計出水COD | mg/L | 5000.00 | | | | |
直接 | 燈管及其他總電耗 | kwh/d | 5333.33 | 0.60 | 3200.00 | 40.00 |
雙氧水(27.5%) | t/d | 3.87 | 1000 | 3872.00 | 48.40 | |
FeCl3(30%) | t/d | 0.06 | 1300 | 82.16 | 1.03 | |
30%NaOH | t/d | 0.48 | 1000 | 480.38 | 6.00 | |
98%H2SO4 | t/d | 0.11 | 400 | 44.75 | 0.56 | |
水處理成本合計 | 元 | / | / | 7679.29 | 95.99 |
四、下一步實驗及工藝設計建議
本小試實驗結果能證明該水樣采用光化學氧化技術實現COD處理目標的可行性。下一步可以通過優(yōu)化運行參數,尋找化學氧化技術的最佳條件,進一步確定噸水運行成本。若條件允許,可以進行現場中試實驗,從而為工藝設計提供充分依據。