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 微氣泡臭氧催化氧化深度廢水處理研究

 隨著我國新一輪產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和生態(tài)化、環(huán)保型工業(yè)化模式的發(fā)展，我國化工企業(yè)不斷向工業(yè)園區(qū)聚集發(fā)展。這些化工園區(qū)往往涉及醫(yī)藥中間體、化工原料、紡織印染、造紙以及其他精細(xì)化工行

業(yè)。化工園區(qū)內(nèi)各企業(yè)產(chǎn)生的廢水經(jīng)過自身污水處理站預(yù)處理后，統(tǒng)一排放進(jìn)入園區(qū)污水處理廠進(jìn)一步處理。這類廢水具有成分復(fù)雜、濃度高、毒性強(qiáng)、腐蝕性強(qiáng)、難降解等特點。

因此，對化工園區(qū)綜合廢水的治理已成為我國工業(yè)廢水治理亟待解決的難點問題。化工園區(qū)廢水經(jīng)過傳統(tǒng)生物工藝處理后難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求，且難降解有毒有害物質(zhì)殘留造成廢水生物毒性較

強(qiáng)，往往需要采用高級氧化技術(shù)進(jìn)行深度處理。

臭氧氧化是一種高效水處理技術(shù)，幾乎無二次污染。然而，傳統(tǒng)臭氧處理技術(shù)存在氧化能力弱和臭氧利用效率偏低等缺點。微氣泡氣液傳質(zhì)效率高，并在液相中具有收縮和破裂特性，可促進(jìn)羥基自

由基產(chǎn)生。將微氣泡與臭氧氧化技術(shù)相結(jié)合能夠強(qiáng)化臭氧傳質(zhì)，提高臭氧利用率，增強(qiáng)臭氧氧化能力，顯著改善臭氧氧化效果。同時，催化劑能夠進(jìn)一步促進(jìn)微氣泡臭氧氧化系統(tǒng)中羥基自由基的產(chǎn)

生，從而提高臭氧氧化效果和臭氧利用率。

本研究以酸/堿改性和Cu負(fù)載活性炭為催化劑，采用微氣泡臭氧催化氧化技術(shù)深度處理某化工園區(qū)綜合廢水，考察了處理過程中廢水COD、pH、生物毒性等的變化以及臭氧利用率，以期為微氣泡臭氧

催化氧化技術(shù)在化工園區(qū)廢水處理中的應(yīng)用提供參考。

1、材料與方法

1實驗裝置

實驗裝置如圖1所示。以純氧為氣源，采用臭氧發(fā)生器（石家莊冠宇）產(chǎn)生臭氧氣體，通過流量計控制氣體流量，并采用碘量法對臭氧產(chǎn)量進(jìn)行測定。臭氧與反應(yīng)器中循環(huán)液體進(jìn)入微氣泡發(fā)生裝置

）混合，氣-液混合物通過射流器進(jìn)入反應(yīng)器底部，產(chǎn)生臭氧微氣泡，反應(yīng)器中填放催化劑。尾氣中的臭氧采用碘化鉀溶液進(jìn)行吸收。反應(yīng)器密封，有效容積為15L。

圖1實驗裝置示意

2活性炭改性及金屬負(fù)載

將原始活性炭（AC）置于1.6mol/L的HNO3或NaOH溶液中，40℃下浸漬2h，純水洗滌，并在105℃下烘干，制得酸改性活性炭（N-AC）和堿改性活性炭（Na-AC）。將N-AC放入0.01mol/L的Cu（NO3）2

溶液中浸漬24h，之后于105℃下干燥2h，干燥后的樣品在500℃下焙燒2h，即得硝酸改性Cu負(fù)載活性炭（N-Cu-AC）。

3微氣泡臭氧催化氧化處理綜合廢水

分別采用AC、N-AC、Na-AC和N-Cu-AC作為催化劑，催化微氣泡臭氧氧化處理化工園區(qū)廢水，臭氧投加量為10~12.5mg/min，催化劑投加量為4g/L。考察處理過程中COD去除率、溶液pH、廢水生物毒

性、液相臭氧濃度和臭氧散逸量隨時間的變化。

4檢測方法

COD采用重鉻酸鉀法進(jìn)行測定，BOD采用稀釋與接種法（GB7488—1987）進(jìn)行測定，pH采用酸度計（上海雷磁，pHS-3C）進(jìn)行測定。液相臭氧濃度采用靛藍(lán)法進(jìn)行測定，氣相臭氧濃度采用碘量法進(jìn)行

測定。廢水生物急性毒性測試采用發(fā)光細(xì)菌測定法，以廢水對發(fā)光細(xì)菌發(fā)光強(qiáng)度的相對抑制率作為對比標(biāo)準(zhǔn)。

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