活性炭在強(qiáng)化臭氧氧化丙烯酸及酯廢水方面的應(yīng)用

1、活性炭在強(qiáng)化臭氧氧化丙烯酸及酯廢水方面的應(yīng)用丙烯酸及酯廢水成分復(fù)雜，有機(jī)污染物含量高，其COD高達(dá)50 55g/L z 呈強(qiáng)酸性且不易生物降解，如不加以處理隨意排放將對(duì)環(huán)境造成很大危害。目 前常用的處理方法有焚燒法、濕式催化氧化法和生化法。焚燒法及濕式催化氧 化法能耗高，對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求嚴(yán)格，相比之下，生化法因操作條件溫和、運(yùn) 行成本低廉逐漸受到人們的重視。經(jīng)生化處理后，廢水COD仍遠(yuǎn)大于60mg/L 的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此要求硏究者開(kāi)發(fā)各種深度處理技術(shù)。天旭活性炭XX曾做過(guò)一些硏究工作，發(fā)現(xiàn)臭氧氧化工藝對(duì)該類廢水的處理較 為有效，但仍然存在COD去除不充分以及反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，故繼續(xù)探索如 何強(qiáng)化

2、臭氧氧化工藝”以期為丙烯酸及酯廢水的深度處理提供有益參考。第一：實(shí)驗(yàn)方法（1 ）柱狀活性炭預(yù)處理。柱狀活性炭使用前先用去離子水清 洗干凈，烘干，用10倍體積的丙烯酸及酯廢水浸泡24h ,最后棄去廢水，柱狀 活性炭備用。該過(guò)程是為了盡可能消除臭氧氧化時(shí)柱狀活性炭的單一吸附行為 對(duì)去除廢水COD的影響。（2 ）操作過(guò)程。實(shí)驗(yàn)設(shè)備由空氣源臭氧發(fā)生器和臭氧氧化反應(yīng)器兩部分組 成。 臭氧氧化反應(yīng)器是尺寸為D12cm x 30cm的有機(jī)玻璃柱，兩端由封頭密 封，底端封頭上安裝有鈦合金曝氣頭和排液口，柱內(nèi)裝填15cm高度的活性 炭。 實(shí)驗(yàn)時(shí)取1.8廢水，先去除堿度（用濃硫酸調(diào)節(jié)pH2 ,再用NaOH溶液 回

3、調(diào)pH為5 ）,將廢水注入反應(yīng)器后開(kāi)啟臭氧（臭氧質(zhì)量濃度為20mg/L #臭氧 化空氣流量35L/min ）,同時(shí)在柱外用蠕動(dòng)泵循環(huán)廢水（流量360mL/min ）以 實(shí)現(xiàn)柱內(nèi)氣水逆流。反應(yīng)2h后從排液口取樣測(cè)定C0Do第二：結(jié)果與討論1.堿度及強(qiáng)化措施對(duì)COD去除效果的影響 考察了堿度、強(qiáng)化措施（裝填填料、廢水柱外循環(huán)）對(duì)COD去除效果的影響，結(jié)果見(jiàn)圖1。由于無(wú)填料時(shí)氣水能充分混合，所以此情況下不再柱外循環(huán)廢水。反應(yīng)時(shí)耶圖1猱廈和強(qiáng)化措施對(duì)（:（）1）去除效果的影響 從圖1可以看出，無(wú)填料時(shí)去除堿度對(duì)進(jìn) 步降低廢水COD有利，這與文獻(xiàn)報(bào)道一致。 原因是堿度作為H0的捕獲劑 可抑制H0產(chǎn)生,還

4、能終止H0與有機(jī)污染物的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng),因此去除堿度 是必要的。但在無(wú)填料+去除堿度條件下仍要反應(yīng)4 h ,廢水COD才能降到 57mg/Lo 采取強(qiáng)化措施（裝填活性炭及廢水柱外循環(huán)）后，反應(yīng)1、2 h時(shí) 廢水的COD分別降到70、35mg/Lo可見(jiàn)，強(qiáng)化措施對(duì)廢水COD的較快去除有 利，能使反應(yīng)時(shí)間至少縮短2ho2廢水柱外循環(huán)流量對(duì)COD去除效果的影響 裝填15cm活性炭，去除廢水堿 度，開(kāi)啟臭氧并柱外循環(huán)，考察廢水柱外循環(huán)流量對(duì)COD去除效果的影響，結(jié) 果見(jiàn)圖2OISO20帕 4 三CIOU旳1i1廠I()9018927036045054()廢水循壞 5fL5t/(mIjm in J60

5、2廢水柱外循環(huán)流最對(duì)C()l)去除效果的影響 從圖2可見(jiàn)，隨著廢水柱夕卜循環(huán)流量從 0增加到360mL/min ,出水COD由140mg/L降彳氐到35mg/Lo纟悵續(xù)增加柱 夕卜循環(huán)流量至540mL/min時(shí)，廢水COD無(wú)明顯降低。考慮運(yùn)行成本及處理效 果，柱外循環(huán)流量以360mL/min為宜。 對(duì)比圖1、圖2可見(jiàn)，投加活性炭而 沒(méi)有廢水柱外循環(huán)時(shí)，不能明顯降低廢水COD ,同時(shí)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)氣泡溝流現(xiàn)象， 氣體分布很不均勻?？赡苁腔钚蕴康拇呋饔门c物料混合不充分的作用相抵, 導(dǎo)致廢水COD不能明顯降低。當(dāng)投加活性炭又有廢水柱外循環(huán)后，廢水循環(huán)流 *90mL/min能使物料很好地混合傳遞，加上活性

6、炭的催化作用，使COD明 顯降低。3活性炭裝填高度對(duì)COD去除效果的影響 在去除堿度+柱外循環(huán)條件下，隨 著活性炭裝填高度從0增加到15cm ,出水COD由142mg/L降到35mg/L z呈 現(xiàn)明顯降低的趨勢(shì)，可見(jiàn)在廢水柱外循環(huán)以保證物料很好混合的前提下，活性 炭的催化作用能夠體現(xiàn)出來(lái)。 繼續(xù)增加裝填高度到20cm時(shí)，出水COD僅降 到30mg/L ,降低趨勢(shì)偏緩。考慮到運(yùn)行成本，活性炭裝填高度以15cm為宜。4.臭氧質(zhì)量濃度對(duì)COD去除效果的影響 在裝填15cm活性炭，去除堿度+柱 外循環(huán)條件下，考察臭氧質(zhì)量濃度為10、15、20、25 mg/L時(shí)廢水COD的去 除情況。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，COD殘

7、余量隨臭氧質(zhì)量濃度的升高逐漸降低，分別為74、 56、35、28 mg/Lo考慮運(yùn)行成本及處理效果，臭氧質(zhì)量濃度以20 mg/L為宜。5.穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn) 為了驗(yàn)證廢水處理工藝的穩(wěn)定性并考察操作誤差對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的 影響，在12實(shí)驗(yàn)條件下,重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次，結(jié)果見(jiàn)圖3O圖3廢水處理工藝的稅定性實(shí)驗(yàn)從圖3可見(jiàn)，反應(yīng)1 h后廢水COD穩(wěn)定在60-80 mg/L,反應(yīng)2h后廢水COD穩(wěn)定在30-40 mg/Lo 由此可見(jiàn)，對(duì)于生 化處理后的丙烯酸及酯廢水，該深度處理工藝反應(yīng)2 h能夠保證出水COD60 mg/Lo3結(jié)論對(duì)于生化處理后的丙烯酸及酯廢水，可以采用柱狀活性炭強(qiáng)化臭氧氧 化工藝進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)條件為：廢水去除堿度（濃硫酸調(diào)節(jié)pH至2 ,再用NaOH溶