臭氧催化氧化对固定床蒸氨脱酚废水COD去除效果研究

为了获得最佳的臭氧催化氧化工艺参数,采用1 t/h臭氧催化氧化装置利用单因素及正交试验法研究了臭氧通气量、臭氧浓度及催化剂投加量对COD去除效果的影响规律,确定了工艺条件的影响主次顺序及最佳工艺参数。最后在最佳工艺参数下进行连续试验80 h,进一步考察了最佳工艺参数下COD的去除效果。结果表明:3种工艺条件(即臭氧浓度、臭氧通气量、催化剂投加量)对COD去除率均有很大影响。通过单因素试验发现,随着臭氧通气量、臭氧、催化剂投加量增加,在同等条件下COD去除率越大,但相应的处理成本会增加,最终选择臭氧通气量为1.5 m3/h≤臭氧通气量≤2.5 m3/h,臭氧浓度为150 mg/L≤臭氧浓度≤250 mg/L,催化剂投加量选择为20 kg/t≤催化剂投加量≤30 kg/t。通过正交试验发现,3种臭氧氧化条件对COD去除率影响的主次顺序为臭氧浓度通气量催化剂投加量,验证了上述单因素试验结果,得到最佳工艺参数为:臭氧通气量2.0 m3/h,臭氧浓度250 mg/L,催化剂投加量30 kg/t。最后采用1 t/h臭氧氧化装置,在最佳工艺参数下对脱酚蒸氨后废水进行连续臭氧氧化试验80 h,COD去除率稳定在43.5%左右,反应后可生化性(B/C)稳定至0.4以上,减轻了后续生化处理的负荷及难度。证明臭氧氧化工艺实际应用效果良好。     

镍铁层状双金属氢氧化物催化臭氧去除双酚A的试验

采用共沉淀的方法合成镍铁层状双金属氢氧化物,通过X射线衍射(XRD)研究不同镍铁金属摩尔比例对镍铁层状双金属氢氧化物晶型的影响;设计单因素试验,研究催化剂投加量、pH、臭氧浓度、镍铁金属摩尔比例等因素对双酚A(BPA)去除效果的影响;探讨催化臭氧氧化去除BPA的反应机理。XRD图显示当镍铁金属摩尔比为3∶1时,镍铁层状双金属氢氧化物的结晶度最好。试验结果表明:在BPA初始浓度为10 mg/L、pH值为8.2、臭氧浓度为9.0 mg/L、催化剂投加量为0.3 g/L、镍铁金属摩尔比例为3∶1的条件下,含BPA废水的总有机碳(TOC)去除率高达89%。通过羟基自由基抑制剂反应试验,观察到TOC和BPA的去除率均有所降低,说明催化臭氧反应过程中存在羟基自由基氧化作用。     

高浓度硫脲废水的臭氧催化氧化法处理研究

针对铜铟镓硒薄膜太阳能电池的高浓度硫脲废水(硫脲2500mg/L,COD为3000mg/L,pH=10),采用臭氧催化氧化法对其进行处理,结果表明臭氧+催化剂+双氧水的催化氧化法效果最佳,在臭氧投加浓度500mg/L条件下,最佳的催化剂投加量为200mg/L,双氧水(30%)投加量为4g/L,反应时间为8小时,COD去除率80%左右。在反应时间8小时,COD去除率大于70%情况下,臭氧与硫脲的最佳比值为1.67。8小时后,COD去除率增加缓慢,后续可采用生化法进一步处理。     

泡沫铁催化臭氧氧化水中诺氟沙星

诺氟沙星作为一种典型抗生素被广泛使用,但是其在水环境中难以被自然降解。试验选用泡沫铁作为催化剂,催化臭氧氧化去除水中的诺氟沙星。以水样的总有机碳(TOC)去除率作为主要指标,通过单因素试验研究了泡沫铁催化臭氧反应体系的主要影响因素和最佳反应条件。结果表明:与单独臭氧氧化比较,添加泡沫铁作为催化剂可以有效提高TOC的去除率,在催化剂投加量为79.5 g/L、臭氧浓度为9.0 mg/L、初始诺氟沙星浓度为30 mg/L和pH值为7时,60 min后诺氟沙星的去除率可以达到75.9%,比单独臭氧氧化作用提高了44.0%。将NaHCO_3作为自由基抑制剂加入反应体系,可明显降低诺氟沙星的去除率,间接证明了该反应遵循自由基机理。     

新型铁铈复合氧化物催化臭氧氧化工艺去除对硝基苯酚

对硝基苯酚(4-NP)作为一种难降解的有机污染物,在自然环境中半衰期较长,对水生生物及水体环境均有不利影响。采用水热法制备新型铁铈复合氧化物,将其作为臭氧催化剂用于去除水中的4-NP。采用单因素试验,探究铁铈摩尔比、臭氧浓度、催化剂投加量、初始p H等因素对4-NP去除效果的影响。结果表明:在铁铈摩尔比为10∶1、水中臭氧浓度为7.0 mg/L、催化剂投加量为1.0 g/L、初始p H值为7时,催化臭氧法去除4-NP的速率最快,其反应假一级动力学常数为0.054 min-1,是单独臭氧氧化的4.2倍。添加Na HCO3可显著降低催化臭氧工艺的效率,间接证明了羟基自由基可能在有机物氧化过程中起到主要作用。     

非均相催化臭氧化深度处理钻井废水的效能研究

采用单独臭氧氧化、MnO2吸附和O3/MnO2催化氧化3种体系对经过混凝处理后的钻井废水进行深度处理,重点研究了O3/MnO2催化氧化体系去除钻井废水中有机物(以COD计)的效能。结果表明:相比单独臭氧氧化和MnO2吸附体系,O3/MnO2催化氧化体系能显著提高COD和TOC的去除率;COD去除率随着臭氧投加量和催化剂投加量的增加、pH的升高和反应时间的增加而增大;在臭氧投加量为80 mg/L、pH为11.5、催化剂投加量为20 g/L、反应时间为40 min的最佳工艺条件下,COD和TOC的去除率分别达到87.51%、83.18%,COD从686.28 mg/L降至85.72mg/L,出水达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级标准要求。     

臭氧催化氧化去除煤化工高盐废水难降解有机物工艺研究

为研究臭氧催化氧化去除煤化工高盐废水难降解有机物的规律,采用浸渍-焙烧法制备催化剂,以实际煤化工高盐废水为样品,研究载体、活性组分对COD去除率的影响,确定最佳臭氧催化剂,并研究有无催化剂、臭氧通气量、臭氧浓度、催化剂投加量对COD去除率的影响,确定最佳工艺参数;在此基础上初步探讨了臭氧催化氧化的反应动力学。研究结果表明:最佳催化剂选择活性氧化铝为载体,铁锰为活性组分;最佳工艺参数为:臭氧通气量1.5 m~3/h,臭氧质量浓度200 mg/L,催化剂投加量0.8 L/L;活性组分选择铁锰时,陶粒基催化剂和活性氧化铝基催化剂的反应速率常数分别是纯臭氧氧化的2.50倍和2.93倍,即臭氧催化氧化可有效提高难降解有机物的反应速率,并提高COD去除率。     

吸附-催化臭氧氧化去除印染废水中特征污染物

研究了活性炭吸附-催化臭氧氧化技术对印染废水特征污染物的去除效果,探讨了臭氧进气流量、活性炭投加量、pH对特征污染物去除效果的影响,并考察了活性炭-臭氧的协同作用。结果表明,苯乙酮被筛选为印染废水的特征污染物;活性炭吸附-催化臭氧氧化技术对苯乙酮的去除率随臭氧进气流量、活性炭投加量的增加而提高;臭氧进气流量50 mg/L、活性炭投加量200 mg/L、pH=10为最优工艺条件,反应20 min苯乙酮去除率即可达92.3%。     

硅铁合金催化臭氧氧化水中布洛芬

近几年,在各地的饮用水中不断检测到微量布洛芬,其环境毒性引起了广泛关注。选用工业硅铁作为催化剂,催化臭氧氧化去除水中的布洛芬,并通过单因素试验,确定了反应体系的最佳条件。结果表明,在硅铁的作用下,催化臭氧氧化可以明显提高布洛芬的去除率。在硅铁投加量为1 g/L、水溶液初始pH值为8、臭氧浓度9.0 mg/L、布洛芬初始浓度为10 mg/L时,经过80 min,水样总有机碳(TOC)的去除率可达75.5%,较单独臭氧氧化提高了38.0%。将碳酸氢钠作为自由基抑制剂加入反应体系,可明显降低TOC的去除率,间接证明了催化臭氧氧化布洛芬的反应遵循自由基机理。     

O_3/TiO_2/Al_2O_3处理钻井废水的试验研究

试验采用改进的溶胶-凝胶法制备了以Al2O3为载体的TiO2多相催化剂,并以钻井废水COD为目标降解物,考察了催化剂投加量、臭氧浓度、pH和反应时间对O3/TiO2/Al2O3催化氧化去除COD的影响。结果表明:相比于单独O3、O3/TiO2处理工艺,O3/TiO2/Al2O3明显地提高了对废水COD的去除率,且碱性pH环境利于TiO2/Al2O3催化臭氧化反应的进行;在催化剂投加量为3.75g/L,臭氧质量浓度为80mg/L,pH为9.4的条件下,反应25min后,COD去除率可达92.35%,废水COD可从890 mg/L降至约68 mg/L,达到了《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级排放标准。     

功能陶瓷膜催化臭氧氧化处理页岩气压裂废水

采用功能陶瓷膜催化臭氧氧化处理页岩气压裂废水，考察了不同功能陶瓷膜、初始pH、臭氧投加量、反应时间等因素对压裂废水处理效果和膜污染控制效果的影响。结果表明：氧化锰陶瓷膜、氧化钛陶瓷膜和氧化铝陶瓷膜具有良好的臭氧催化功能，与臭氧组合促进了氧化反应系统中羟基自由基（·OH）的产生，明显增强了废水处理效果，相比单独臭氧氧化COD去除率最高提升了21.65%。在初始pH为7.5、臭氧投加量为80 mg/L、反应时间为60 min时，氧化锰陶瓷膜与臭氧组合处理压裂废水COD去除率为79.17%；臭氧可有效控制氧化锰陶瓷膜污染，随着臭氧浓度的增加，?TMP明显下降，当臭氧投加量为80 mg/L时，?TMP达到最大下降比率72.78%。     

铜基臭氧催化深度处理难降解垃圾渗滤液

以老龄垃圾渗滤液生化段后混凝出水为对象,考察了臭氧投加量、反应时间、铜基臭氧催化剂用量对COD_(Cr)去除总量和去除率的影响,并通过重复使用试验考察了催化剂的稳定性。结果表明,最佳反应条件为:臭氧投加量为90 mg/L,反应时间为90 min,催化剂投加量为10.0 g/L;该条件下,COD_(Cr)平均去除量为98.3 mg/L,COD_(Cr)的平均去除率为43.40%,相对于单独臭氧COD_(Cr)的平均去除率提高了104.23%,臭氧的投加量与COD_(Cr)总去除量比值为0.92,重复使用过程中铜基臭氧催化剂的催化能力具有很好的稳定性。     

臭氧催化氧化处理制药废水连续性实验研究

采用NixO-FxO/陶粒催化剂在大高径比的管式反应器中进行臭氧催化氧化连续性实验,研究催化剂投加量、臭氧投加量、反应停留时间、气液接触方式等工艺条件对制药废水的处理效果和稳定性的影响。实验表明,催化氧化连续实验最佳工艺条件为:停留时间90 min,臭氧气体通量为1 L/min,臭氧浓度为96.61 mg/L,臭氧利用率可达到92.8%左右,气液接触方式逆流略优于并流效果。在臭氧催化氧化连续运行96 h,臭氧催化氧化去除制药废水COD可稳定在58%以上。     

臭氧催化氧化处理制药废水连续性实验研究

采用NixO-FxO/陶粒催化剂在大高径比的管式反应器中进行臭氧催化氧化连续性实验,研究催化剂投加量、臭氧投加量、反应停留时间、气液接触方式等工艺条件对制药废水的处理效果和稳定性的影响。实验表明,催化氧化连续实验最佳工艺条件为:停留时间90 min,臭氧气体通量为1 L/min,臭氧浓度为96.61 mg/L,臭氧利用率可达到92.8%左右,气液接触方式逆流略优于并流效果。在臭氧催化氧化连续运行96 h,臭氧催化氧化去除制药废水COD可稳定在58%以上。     

多相催化臭氧化技术处理钻井废水的试验研究

以COD为考察目标,采用多相催化臭氧化技术对钻井废水进行处理试验。考察了催化剂投加量、臭氧投加量、pH、反应时间等因素对COD去除效果的影响。试验结果表明:在催化剂投加质量浓度为50 mg/L,臭氧投加量为8.0 mg/min,pH=11和反应时间为30 min时,多相催化臭氧化技术对钻井废水处理效果最好,COD去除率达到88.7%,出水COD降至141.70 mg/L,达到了《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)二级标准。     

微纳米气泡臭氧高级氧化工艺处理电镀废水的中试

对江苏省某电镀园区污水厂尾水使用微纳米气泡臭氧高级氧化工艺进行深度处理中试研究,要求处理后达到《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅴ类标准。半连续流试验结果表明,单独臭氧氧化处理无法有效去除有机物,加入双氧水催化臭氧微纳米气泡处理后可以使COD达标。在臭氧与双氧水投加量摩尔比为2时,投加64.6mg/L臭氧后,COD_Cr由37.1mg/L降至24.7mg/L,去除率可达33.4%,O/C为5.2。臭氧浓度对COD的去除有影响,低浓度臭氧对COD有更高的去除率(46.3%)。同时,推测臭氧和双氧水改变了原水中铁离子的价态,通过絮凝沉淀可有效地去除水中的镍。采用臭氧浓度为150mg/L、臭氧与双氧水摩尔比为2的工况进行连续流试验,臭氧投加量为55mg/L、连续运行5h、进水COD_Cr约为45mg/L时,出水COD_Cr基本稳定在18.5~21.8mg/L,COD去除率为54%~58.3%,O/C为1.38~1.62,可达标排放。由结果可知:相较于半连续流试验,同样的投加条件下,连续流的氧化效能更高,推测是由于流态变化;同时,半连续流中试试验虽然水量较大(500L),但要完全模拟连续流试验结果还是存在局限性。最后,根据连续流结果估算双氧水催化臭氧工艺的处理成本为0.86元/(t水)。     

金属氧化物/膨润土催化剂臭氧催化处理高盐废水

采用混合法制备Al_2O_3-CuO-CeO_2/膨润土臭氧催化剂,探究制备过程中焙烧温度及焙烧时间对催化剂活性的影响。利用制备的催化剂成品对模拟高盐废水进行臭氧催化氧化实验,考察高含量Na_2SO_4、初始pH、催化剂投加量及臭氧投加量等几个因素对有机物去除的影响。结果表明,在焙烧温度为800℃、时间为4 h时,催化剂具有最高的催化活性;高盐环境有利于有机物的去除,当初始pH为7、催化剂投加量为150 g/L时,臭氧投加量为32.1 mg/L时,COD去除率达到最高,大于80%。     

催化臭氧氧化水中氨氮的研究

采用γ-Al_2O_3催化臭氧氧化技术对废水中的氨氮降解进行研究,探讨了溶液的pH值、催化剂量、臭氧投加量、无机阴离子对氨氮去除率的影响。在臭氧量50mg/min、氨氮浓度50mg/L、初始pH值9、催化剂量100g/L的实验条件下,氨氮去除率为62.72%。Cl~-和SO_4~(2-)对氨氮去除率没有影响,但是Cl~-能提高氨氮转化氮气选择性。叔丁醇抑制实验表明·OH在去除氨氮的过程中发挥主要作用。     

印染废水的臭氧活性炭处理工艺试验

采用臭氧活性炭工艺对印染废水进行处理,通过调节活性炭投加量、pH、搅拌速度、臭氧氧化时间、臭氧浓度对印染废水的色度、COD_(Cr)、氨氮的去除率进行分析,确定了臭氧活性炭工艺的最佳工艺条件。结果表明,在pH值为9、搅拌速度为120 r/min、活性炭投加量为110 mg/L、臭氧浓度为20 mg/L和氧化时间为8 min的条件下,印染废水有较好的处理效果,色度、COD_(Cr)和氨氮的去除率分别为92%、69%和62%。可见,臭氧活性炭工艺能有效处理印染废水,达到水质净化的效果。     

锰基活性炭催化臭氧氧化处理印染废水研究

以颗粒活性炭为载体,制备锰基活性炭催化剂,对印染废水的生化处理尾水进行催化臭氧氧化降解试验研究。研究结果表明,锰基活性炭可显著提高臭氧对印染废水的氧化降解能力。在试验水样为100 mL、催化剂投加量为10 g、臭氧投加量为0.9 mg/min以及温度25℃条件下,经过20 min的反应过程,印染废水生化尾水的COD_(Cr)质量浓度由96 mg/L降至32.5 mg/L,去除率达到66.1%。增大催化剂、臭氧投加量对降低印染废水COD_(Cr)浓度起到积极作用。碱性环境下,催化臭氧氧化的降解效果更好。锰基负载过程使活性炭表面的孔隙结构更发达,比表面积有较大的提高。