改進(jìn)型催化氧化-中國污水處理工程網(wǎng)

1、改良型催化氧化 SBR 工藝處理有機(jī)磷廢水 摘要 以草甘磷廢水為研究對象，采用基于羥基自由基的改良型催化氧化 SBR 工藝 進(jìn)行處理，取得良好效果。當(dāng)催化氧化實驗條件為：催化劑填充率為80%，氧化劑投加量為500 mg/L , pH為3,氣水比為3,反響時間為 90 min時，TP去除率到達(dá)90.7 %;草甘磷 廢水經(jīng)催化氧化處理后進(jìn)入SBR反響器，停留時間為 24 h時TP去除率到達(dá)77.3 %;該組合工藝對 TP 去除率可達(dá) 97.9%。 關(guān)鍵詞 有機(jī)磷;廢水處理;催化氧化 中圖分類號 X703.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1005-829X 202101-0033-03有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的

2、治理已成為國內(nèi)外水處理領(lǐng)域的難題。該類廢水含有大量有機(jī)磷農(nóng) 藥中間體及水解產(chǎn)物,毒性大, 難降解物質(zhì)多,可生化性差, 在沒有其他有機(jī)廢水混配或稀 釋的情況下,很難直接采用生化法處理 1-2 。近年來,催化氧化技術(shù)處理難降解有機(jī)廢水成為水處理技術(shù)研究的熱點,并逐漸開始 工程化應(yīng)用 3。筆者采用常溫常壓下基于羥基自由基的改良型催化氧化SBR 工藝,對某大型草甘磷企業(yè)的生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理, 處理效果較好, 為該技術(shù)在有機(jī)磷廢水處理中的工 程應(yīng)用提供了依據(jù)。1 試驗局部1.1 試驗廢水試驗廢水取自廠區(qū)濃縮車間,其中含有草甘磷、亞磷酸二甲酯、亞磷酸、三乙胺等污染物, TP 含量很高,以有機(jī)磷為主。其主要水

3、質(zhì)指標(biāo)見表1。表 1 廢水水質(zhì)-J-400ft1.2試劑與儀器H2O2溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%,重鉻酸鉀，硝酸銅，硝酸鐵，硝酸錳，HNO3 HCI, NaOHCaOH 2皆為分析純；活性炭200 目，比外表積為 730 m2/g。 pHS-3型酸度計，上海滬新電子儀器廠；UV2000紫外可見分光光度計，尤尼柯上海儀器。1.3催化劑的制備將活性炭置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 10%的HNO3溶液中，在水浴中回流 2 h，再用水洗至中性,經(jīng)熱處理和擴(kuò)孔處理后，于硝酸銅 -硝酸鐵-硝酸錳混合溶液中浸漬，焙燒，制備出催化劑。1.4試驗裝置及工藝該廢水假設(shè)采用混凝法處理，對 TP的去除率為14%26%而采用生化法時，出水各

4、項指標(biāo)無法達(dá)標(biāo)，因此筆者采用基于羥基自由基的改良型催化氧化一SBR工藝對廢水進(jìn)行處理。其試驗流程見圖1。圖1試驗流程將廢水泵入催化氧化池內(nèi)置催化劑，底部采用微孔曝氣充氧及攪拌，并由加藥泵定量投加氧化劑，氧化劑以 H2O2為主復(fù)配制成；催化氧化出水經(jīng)硫酸亞鐵混凝沉淀后進(jìn)入722-2 844.5myPLC進(jìn)行周期性控制，其SBR生化處理系統(tǒng)處理污泥取自該企業(yè)污水處理好氧池，由出水由硫酸亞鐵混凝沉淀處理。1.5分析方法pH采用酸度計測定；COD采用重鉻酸鉀法測定；TP采用鉬酸銨分光光度法測定。2結(jié)果與討論2.1氧化劑投加量對 TP去除率的影響在催化劑填充率為 80% pH為3、氣水比為3、反響時間為

5、90 min的條件下，考察氧化劑投加量對TP去除率的影響，結(jié)果見圖 2。圖2氧化劑投加量對TP去除率的影響由圖2可知，隨著氧化劑投加量的增加，TP去除率不斷提高，當(dāng)投加量400 mg/L時TP去除率增加緩慢。這是由于催化氧化作用將有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為磷酸鹽，其與亞鐵離子反響生成磷酸鐵沉淀得以去除；氧化劑H2O2是OH的主要來源4,而過量的H2O2會消耗 OH發(fā)生無效分解。選擇氧化劑投加量為500 mg/L，此時TP去除率為90.7%。22催化劑填充率對 TP去除率的影響在氧化劑投加量為 500 mg/L、pH為3、氣水比為3、反響時間為90 min的條件下,考察催化劑填充率對 TP去除率的影響，結(jié)果見

6、圖3。圖3催化劑填充率對 TP去除率的影響由圖3可以看出，隨著催化劑填充率的增加，TP去除率不斷升高。這是由于催化劑的存在可使反響勢能降低，加快反響進(jìn)程，而催化劑越多，碰撞的機(jī)率越大5，在90 min的反響時間內(nèi)對 TP的去除率越高。因此催化劑填充率選擇 80%此時TP去除率到達(dá)90.7%。2.3 pH 對TP去除率的影響在催化劑填充率為 80%氧化劑投加量為 500mg/L、氣水比為3、反響時間為90 min的條件下，考察了 pH對TP去除率的影響，結(jié)果見圖 4。ion圖4 pH對TP去除率的影響由圖4可見，隨著pH的升高，TP去除率不斷降低，這是由于酸性條件下H2O2較穩(wěn)定，氧化反響較平穩(wěn)

7、；而在堿性介質(zhì)中，H2O2的分解速度加快，與污染物反響得不充分，所以TP去除率降低。2.4氣水比對TP去除率的影響在催化劑填充率為 80%氧化劑投加量為 500mg/L、pH為3、反響時間為90 min的條 件下，考察氣水比對 TP去除率的影響，結(jié)果見表 2。表2 氣水比對TP去除率的影響汽水比3475S39().792由表2可知，隨著氣水比的增加，TP去除率不斷提高。這是由于在催化劑作用下，O2會產(chǎn)生 O并參與到鏈?zhǔn)椒错懼?，因此氣水比越大，參與到鏈?zhǔn)椒错懙?O越多,TP去除率越高。但氣水比 3時，TP去除率增加趨勢變緩，因此氣水比取3為宜。2.5反響時間對TP去除率的影響在催化劑填充率為

8、80%氧化劑投加量為 500mg/L、pH為3、氣水比為3的條件下,考察反響時間對 TP去除率的影響，結(jié)果見表 3。表3 反響時間對丁卩去除車的影嗣306012()TP去益率您50M290*791主由表3可知，隨著反響時間的增加，TP去除率不斷升高，但超過 90 min時，氧化劑根本反響完全，TP去除率增加緩慢。選擇反響時間為90 min，此時出水TP為37.2 mg/L。2.6 SBR對TP的去除效果草甘磷廢水經(jīng)催化氧化處理后進(jìn)入SBR反響器，停留時間為 24 h, SBR出水再與硫酸亞鐵進(jìn)行混凝反響。在SBR反響器中接種活性污泥，參加體積分?jǐn)?shù)為10%勺草甘磷廢水，悶 曝2 d,然后按5%勺

9、速率遞增連續(xù)進(jìn)水，逐步提高處理負(fù)荷，第21天開始滿負(fù)荷進(jìn)水，TP變化趨勢如圖5所示。由圖5可知，隨著反響時間的增加，TP不斷降低，這是由于微生物對廢水的適應(yīng)性隨時間延長而增強；而有機(jī)污染物被微生物吸附后，在供氧條件下受生物外酶的作用降解為3 易溶物質(zhì)，再在內(nèi)酶作用下經(jīng)氧化、復(fù)原、合成等一系列反響最終分解為CO2 H2O PO-32+等物質(zhì)，PO與Fe反響生成Fe3 ( PO4 2沉淀后被去除。SBR反響器處理24 h后，出水TP 為 6.711.8 mg/L , TP 去除率到達(dá) 77.3%。圖5 SBR對TP的去除效果3結(jié)論1 采用改良型催化氧化一 SBR組合工藝處理草甘磷廢水，該組合工藝對

10、TP去除率可達(dá)97.9%。2 最正確實驗條件：催化劑填充率為80%氧化劑投加量為 500 mg/L，pH為3，氣 水比為3，催化氧化反響時間 90 min，SBR停留時間為24 h。3 有機(jī)磷廢水毒性大、可生化性差，很難直接用生化法處理，采用催化氧化一SBR組 合工藝可有效處理高濃度有機(jī)磷廢水，具有高效低耗的特點。參考文獻(xiàn)1 梁立丹，武書彬.我國有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的生化法處理研究進(jìn)展J.環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2002，3 3： 67-73.2 孟連軍，張建新，陸少鳴微堿解一厭氧水解一SBR好氧生化法處理有機(jī)磷農(nóng)藥廢水J.化工環(huán)保，2002，21 2： 88-91.3 李偉峰，祝社民， 陳徉，等 . 常溫常壓多相催化氧化處理有機(jī)工業(yè)廢水進(jìn)展 J. 環(huán) 境科學(xué)與技術(shù)， 2007 ，3011： 98-101.4 高迎新，張昱，楊敏，等.Fe3+或Fe2+均相催化H2O2生成羥基自由基的規(guī)律J.環(huán)境