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臭氧催化氧化处理炼油废水实验方法
来源: www.ozonelab.cn 发布时间:2021-04-25 浏览次数:

臭氧催化氧化处理炼油废水实验方法
 
        炼油废水中石油类和难降解有机物含量极高、乳化严重、水质和水量波动极大,常规污水处理方法很难将其有机物完全降解。国家外排污水标准的日益严格使炼化企业炼油废水处理面临更大的挑战。臭氧氧化法处理难生物降解有机废水时,产生大量活泼的羟基自由基·OH 无选择性地直接与废水中的污染物反应,将其降解为二氧化碳、水和可降解性物质,提高废水的生物可降解性能。该技术可以有效去除水中有机物,反应速度快,设备体积小,既可作为单独处理,又可与其他处理过程相匹配,降低处理成本。
 
       利用固体催化剂(活性炭、金属氧化物、负载型金属催化剂等)协同臭氧氧化可以降低反应活化能或改变反应历程,从而达到深度氧化,最大限度地去除有机污染物的目的。臭氧和活性炭联用,一方面利用活性炭吸附能力富集有机物,提高臭氧的利用率;另一方面利用活性炭的表面官能团作为臭氧氧化的催化剂,可有效提高臭氧在水处理中的氧化性能。尤其是水中含有酚类化合物时,臭氧氧化法可以有效去除酚类有机物。其次,废水中无法被微生物分解的有机物,如表面活性剂(ABS)等可被臭氧迅速氧化分解。
 
       刘卫华等采用催化臭氧化技术去除垃圾渗滤液中难降解有机物,结果表明铜作为催化剂处理废水效果好于铁、锰。金属氧化物是非均相催化臭氧氧化的催化剂,它的合理选用可直接影响催化反应机理和效率。刘春英等采用载铜活性炭催化氧化法深度降解石油污水中的COD,结果显示对石油污水的COD值深度降解至100mg/L以下。本研究采用臭氧非均相催化技术,以炼油废水为对象,研究反应过程影响因素,确定最佳工艺条件,验证生物降解性能的提升。解决炼油废水中溶解性有机物过高、生物降解性能差等问题,为炼油高浓度废水降解提供了理论依据,对炼化企业可持续发展具有应用价值。
 
1.实验水样与药品
  实验水样取自辽河石化,以炼油废水预处理装置出水为实验对象。该污水污染严重,生物降解性能较低(COD平均值为4667mg/L,BOD5/COD平均值为0.13),无法满足后续生化处理要求。实验采用催化剂种类、规格如表1所示。
 
2.分析方法与仪器
  常规水质分析指标、方法与仪器如表2所示。
 
3.实验装置与方法
3.1 实验装置 
       实验装置由制氧机、臭氧发生器、压力溶气泵、压力溶气反应器构成。反应器主体材料为树脂玻璃体,内径160mm、高度300mm,底部进气,内置催化剂。为方便催化剂更换,反应器采用对开法兰式设计,催化剂以填料形式投加到反应器中。
  实验采用制氧机作为气源,臭氧浓度大于100mg/L,臭氧产量大于40g/h。压力溶气泵功率为100W,流量为0.5m3/h,溶气体积比小于30%。
 
3.2 影响因素实验 每次实验取水固定为4000mL,炼油废水置入压力溶气反应器,臭氧通过压力溶气泵从反应器底部进入,形成良好的氧化体系,处理后的污水及剩余气体分别进入集水器和尾气后处理设备。以COD,BOD5/COD作为评价指标,分别考察催化剂类型及用量、pH 值、反应时间、臭氧用量等影响因素对臭氧催化反应效果的影响
 
3.3 生物降解性能提升验证实验 模型实验采用间歇流方式,污泥均采自辽河石化污水处理场CAST池,经培养驯化后用于活性污泥模拟实验。分别将经臭氧催化处理后的污水和未经处理的原水稀释至300~500mg/L,相同反应条件下,进行模拟活性污泥对比实验。为验证生物降解性能调控效果稳定性,相同处理条件下,对臭氧催化氧化出水进行平行实验。
 
 
结束语
  实验利用臭氧催化氧化技术处理炼油废水。确定载铜活性炭为催化剂,最佳处理条件为:污水处理量为4000mL;催化剂投量为200cm3;初始pH 为11;反应时间为40min;臭氧流量40L/h,处理1L炼油废水消耗臭氧0.46g。该工艺条件下,臭氧催化氧化炼油废水的处理终点COD平均值为1560mg/L,COD平均去除率为65%,BOD5/COD上升至0.28,BOD5为441mg/L。经模型活性污泥法验证,经臭氧催化氧化技术处理后,炼油废水中有机污染物得到有效降解,可生降解性能提升效果理想,且处理效果较为稳定。