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江蘇銘盛環境

油庫污水的臭氧催化氧化處理技術 濮陽廢水處理公司

文章出處:未知發表時間:2022-04-26 13:16:23

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  廢品油庫油品的運輸方式可分為管道運輸、鐵路運輸、公路運輸和水運運輸等。其中,水運運輸方式由于采用頂水作業,產生的含油污水具有污染物(主要包括石油類、COD)濃度高、可生化性差、水質水量動搖大和間歇排水等特性。目前廢品油庫含油污水多采用隔油氣浮過濾的處置工藝,該套工藝主要針對污水中石油類的去除,無法保證COD達標。生化法是去除COD的有效手腕之一,但鑒于油庫污水的上述特性,大多數企業的生化處置單元不能穩定運轉。而高級氧化技術(AOPs)可以應用光、聲、電、磁等物理和化學過程產生的高活性中間體·OH,快速礦化污染物或提升其可生化性,具有適用范圍廣、反響速率快、氧化才能強的特性,成為水處置范疇的研討熱點。在AOPs中,臭氧多相催化氧化技術由于具有能耗低、降解效率高和不形成二次污染等優點,已成為去除污水中難降解有機污染物的高效處置技術。

 

  本工作搭建臭氧催化氧化固定床反響器,并裝填臭氧催化劑,調查了臭氧催化氧化法處置廢品油庫含油工業污水處理效果及其影響要素。

 

  1、實驗局部

 

  1.1 資料和儀器

 

  臭氧催化劑:以顆?;钚蕴繛檩d體,采用浸漬法負載4%Cu、Fe、Ni作為催化劑活性組分。

 

  重鉻酸鉀、濃硫酸和氫氧化鈉均為剖析純。用氫氧化鈉和濃硫酸分別配制為質量分數10%20%的溶液備用。

 

  廢水:實驗用水取自我國某油庫汽油排水經隔油-氣浮預處置后出水,主要污介入標石油類為1545mg/L,COD700800mg/L,BOD5/COD<0.3,pH6.87.5。

 

  儀器:MDS-COD型微波消解儀;S210pH計。

 

  1.2 實驗辦法

 

  臭氧催化氧化靜態實驗過程中每次取水樣1000mL,按實驗所需參加不同量的催化劑,調理臭氧發作器流量控制不同臭氧投加量,反響體系開端實施臭氧多相催化氧化反響,依據預定的時間距離取樣并實施水質剖析。動態臭氧催化氧化實驗安裝主要由臭氧發作器、催化氧化塔、進水系統、進氣系統組成;其中催化氧化塔由有機玻璃制成,尺寸為Φ40×400mm,有效容積為0.5L。過程中經過爬動泵控制進水流量向催化氧化塔內進水,污水從反響器頂部流入,底部流出,其他同靜態實驗。動態實驗安裝如圖1所示。

 

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  1.3 剖析辦法

 

  采用重鉻酸鉀法測定廢水COD,并計算COD去除率;采用玻璃電極法測定廢水pH。

 

  2、結果與討論

 

  2.1 臭氧氧化與臭氧催化氧化處置效果比照

 

  為了研討臭氧催化氧化體系中各局部物質所起到的作用實施了相關的實驗,實驗分4組,第一組僅通入0.15L/min臭氧,第二組參加含油污水浸泡12h后的活性炭,第三組參加50g新穎活性炭催化劑并通入0.15L/min臭氧,第四組參加50g含油污水浸泡12h后的活性炭催化劑,實驗結果如圖2所示。

 

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  能夠看出,單獨臭氧氧化COD去除率明顯低于臭氧催化氧化,隨著反響時間的延長,COD去除率增加的趨向比擬平緩,在反響150min后到達40%;第二組參加活性炭的實驗COD去除率隨著時間的延長而升高,在反響60minCOD去除率降緩,在反響150min時到達35.9%;而參加催化劑和臭氧的兩組實驗COD去除率曲線根本重合,且隨時間延長增長較快,反響150min后到達79%左右,較單獨臭氧氧化和活性炭吸附分別提升了39%43%。上述實驗標明,在臭氧催化氧化體系中臭氧與催化劑的協同作用能夠提升有機污染物的降解效率,這是由于一方面活性炭的空隙構造促進了反響物與氧化劑的接觸,發作了多項催化氧化,加速了污染物的氧化和礦化,另一方面催化劑外表負載的過渡金屬,提供了氧化復原電位,促進了氧化復原反響的實施。同時能夠看到催化劑浸泡12h與催化劑未浸泡兩組實驗數據曲線根本重合,能夠闡明在臭氧--活性炭三相反響體系中,活性炭催化劑能夠將污染物富集在其多孔外表,然后臭氧在催化劑的作用下將有機物氧化合成成小分子物質以至礦化為CO2。

 

  2.2 催化劑用量的影響

 

  在臭氧投加量為0.15L/min,pH=7,分別投加20,60,100,140g/L活性炭催化劑,反響前將催化劑浸泡36h,以掃除吸附作用的影響。從圖3中能夠看出,隨著催化劑用量的增加,COD去除率增加。當催化劑用量分別為20,60,100,140g/L,在反響120minCOD去除率分別為54.6%,66.0%,72.1%72.8%。能夠看到在催化劑用量低于100g/L時,COD去除率升高比擬明顯,當催化劑用量為100g/L140g/L時,COD去除率相差不大。后續實驗均采用100g/L的催化劑用量。

 

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  2.3 臭氧投加量的影響

 

  在pH=7、催化劑用量為100g/L的條件下探求了不同臭氧投加量對催化效果的影響。臭氧發作器的產出濃度為4050mg/L,不同臭氧投加量0.15,0.2,0.3,0.4,0.6L/minCOD去除效果的影響見圖4。能夠看出,隨著臭氧投加量的增加,COD去除率呈上升趨向當臭氧投加量為0.15,0.2,0.3,0.4,0.6L/min時,反響100min后,COD去除率分別為72.3%,82.0%,87.0%,90.5%88.6%。同時,當臭氧投加量增加時,COD去除率并非線性增長,當臭氧投加量<0.3L/min時,隨著臭氧投加量的增加,COD去除率提升顯著,當臭氧投加量0.3,0.40.6L/min時,反響穩定后的COD去除率較為接近。這是由于本實驗是經過控制氣體流量來控制臭氧投加量的,開端的傳質過程的控制步驟為臭氧從氣相到液相的過程,限制反響的重要要素是水溶液中的臭氧含量,隨著涌入的氣量越來越大,臭氧的氣相濃度會減少,同時氣液界面的揉動加劇,一定水平上減少了傳質過程氣膜阻力,于此同時臭氧與溶液的接觸面積增加了水溶液中臭氧量增加。隨著臭氧投加量的增加,水中的臭氧量逐步增加到達飽和狀態,此時水中的臭氧濃度不是限制反響速率的關鍵要素,所以繼續增加臭氧投加量對COD的去除率的影響變化較小。另一方面緣由在于,水中的催化劑含量一定,活性位點數目有限,催化劑合成應用氧氣的才能有限。綜合思索經濟和效率的要素,后續實驗采用臭氧投加量為0.3L/min。

 

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  2.4 pHCOD去除率的影響

 

  在催化劑用量為100g/L、臭氧投加量0.3L/min的條件下,調查pH值為4,6,8,10時,溶液中COD的去除狀況。如圖5所示,溶液初始pH4,6,8,10時,反響120min后,COD的去除率分別為82.3%,85.0%,88.3%85.4%,在中性偏堿性條件下pH=8時,COD去除率最高。

 

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  據文獻報道,當催化劑外表的pHpzc和溶液pH值近似相等時,催化劑的催化活性最高。酸性條件下主要是以臭氧的直接氧化為主,氧化過程中產生的小分子有機物,如有機酸,因臭氧直接氧化具有選擇性,難以進一步氧化去除,會奉獻局部COD,同時產生的少量自在基在強的酸性條件下不能穩定存在,造成酸性條件下COD去除率明顯偏低,隨著pH的升高,作為自在基引發劑的氫氧根增加,促進了臭氧的合成和自在基鏈式反響的發作,從而加快了羥基自在基的產生,COD去除率明顯升高。但是,當溶液中的pH過高,一方面由于體系中自在基到達一定數量,互相碰撞的概率增加,從而造成自在基本身的猝滅效應,使反響體系中的自在基產生無效耗損。同時高濃度OH-會成為·OH、·O等自在基的捕捉劑,從而造成自在基鏈式反響傳送受阻,并且隨著pH升高,臭氧在水中溶解度變小,所以當pH升高到10時,COD去除率反而降落。

 

  2.5 反響時間對COD去除率的影響

 

  在催化劑用量為100g/L、臭氧投加量0.3L/min,pH=8的條件下,對臭氧催化劑COD去除效果隨時間變化實施了研討。從圖6中能夠看出,在反響開端時,COD去除率較低,在反響20min后,僅到達54.2%,而隨著反響時間的延長,COD去除率了不時升高,在反響80min后升高到85.9%,在反響100min后到達88.0%,隨后COD去除率曲線根本趨于穩定。

 

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  3、結論

 

  采用以活性炭為載體,4%Cu、Fe、Mn作為催化劑活性組分的催化劑,搭建臭氧催化氧化固定床反響安裝,對廢品油庫含油污水具有較好的深度處置效果。

 

  在臭氧催化劑用量為100g/L污水、臭氧投加量0.3L/min、廢水pH8.0、反響時間100min的優化工藝條件下,COD去除率可達88.0%;處置后出水COD降至89mg/L,滿足GB8978-1996《污水綜合排放規范》中一級規范COD≤100mg/L的排放請求。

 


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