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。     

MnO_2-MgO/AC催化剂对印染废水的臭氧催化氧化深度处理

选择活性炭颗粒作为催化剂载体,在其上负载锰镁双金属氧化物作为臭氧催化氧化的催化剂,以流化床的形式深度处理印染废水经生化处理后的二沉池出水。以制备的催化剂探究催化剂用量、p H、混合气体流量、臭氧浓度、停留时间对处理效果与成本的影响,选择出技术与经济最佳运行参数。实验结果显示当催化剂用量为2 g/L、p H=8、混合气体流量为0.8 L/min、臭氧浓度为35 mg/L、停留时间为35 min时,系统达到处理效果与经济效能的最优。在最优条件下对色度的去除能在20 min后便稳定在12左右。在COD去除方面,出水COD去除率达到80%左右,即出水COD约为30 mg/L。在连续流状态下运行时,调整参数在较短的时间内水质就达到稳定,故在实际应用中可应对水质变化带来的影响。     

臭氧氧化法处理化工废水工艺优化及性能评价

研究了臭氧氧化法对两种典型的化工废水(煤气化废水(CGW)和聚合母液废水(PMLW))的降解效果,对臭氧化的工艺条件进行了优化。结果表明,臭氧可有效处理富含高浓度、有毒、难降解酚类煤气化废水。在最优工艺条件(臭氧浓度为50 mg/L,氧化降解60 min,初始pH值11)处理CGW,COD从1 075 mg/L降至362 mg/L。废水颜色从棕色浑浊变成无色透明,可生化性显著提高。对于聚合母液废水,分析了臭氧浓度、串联反应器的串联级数、降解时间对COD去除率的影响。分析比较了串联反应器级数和臭氧浓度对臭氧化效率的影响。结果表明,以反应速率和COD去除率为目标,在优化工艺条件下(臭氧浓度为60 mg/L,降解150 min,3、5级串联),COD去除率可达66.4%。对串联反应器,高浓度臭氧虽可提高COD去除率和降解速率,但臭氧利用效率降低;五级串联臭氧利用效率是三级的2倍,增加级数可提高臭氧利用效率。两类化工废水臭氧化降解实验表明,臭氧浓度对COD降解具有饱和性,反应过程在临界时间点可分为快速和慢速反应两阶段性。     

臭氧氧化法处理化工废水工艺优化及性能评价

研究了臭氧氧化法对两种典型的化工废水(煤气化废水(CGW)和聚合母液废水(PMLW))的降解效果,对臭氧化的工艺条件进行了优化。结果表明,臭氧可有效处理富含高浓度、有毒、难降解酚类煤气化废水。在最优工艺条件(臭氧浓度为50 mg/L,氧化降解60 min,初始pH值11)处理CGW,COD从1 075 mg/L降至362 mg/L。废水颜色从棕色浑浊变成无色透明,可生化性显著提高。对于聚合母液废水,分析了臭氧浓度、串联反应器的串联级数、降解时间对COD去除率的影响。分析比较了串联反应器级数和臭氧浓度对臭氧化效率的影响。结果表明,以反应速率和COD去除率为目标,在优化工艺条件下(臭氧浓度为60 mg/L,降解150 min,3、5级串联),COD去除率可达66.4%。对串联反应器,高浓度臭氧虽可提高COD去除率和降解速率,但臭氧利用效率降低;五级串联臭氧利用效率是三级的2倍,增加级数可提高臭氧利用效率。两类化工废水臭氧化降解实验表明,臭氧浓度对COD降解具有饱和性,反应过程在临界时间点可分为快速和慢速反应两阶段性。     

臭氧催化氧化法深度处理反渗透浓水

采用臭氧催化氧化法降解反渗透浓水的化学需氧量(COD),对比了几种催化剂的活性,考察了p H值、臭氧浓度和反应空速对COD去除率的影响。结果表明,催化剂活性由高到低的顺序为Cu-Ce/ACNTCu-Ce/ACCu-Ce/Al_2O_3Cu-Ce/TL。与单独臭氧氧化相比,臭氧催化氧化法COD去除率可增加45.2%。适宜的pH、臭氧浓度和低反应空速有利于提高COD去除率。Cu-Ce/ACNT臭氧催化氧化反应的COD平均去除率达到78.6%,出水COD均满足处理要求,并在30 d内活性没有明显的下降,在废水处理领域有广阔的应用前景。     

催化臭氧化-MBR工艺深度处理制药废水实验研究

采用臭氧催化氧化耦合膜生物反应器(MBR)处理工业高浓度制药废水。考察了臭氧催化氧化不同停留时间的影响,非均相臭氧催化剂的稳定性以及经过臭氧催化氧化后进行生化处理性能。结果表明,臭氧催化氧化停留时间90 min,污泥浓度(MLSS)为10.00 g/L,COD处理负荷为1.2 kg/(m³·d),HRT为18 h条件下,非均相臭氧催化剂对该制药废水具有稳定的COD去除率,经过连续运行50 d每天运行8 h,臭氧催化剂展现出较好的稳定性,COD去除率基本可以稳定在45%左右。臭氧催化氧化耦合MBR组合工艺相比单独MBR工艺其COD去除率提高26%左右、氨氮提高36%左右,其中氨氮满足GB 21903—2008排放要求。     

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。     

催化氧化-电解氧化预处理环氧树脂混合废水

采用催化氧化-电解氧化联合技术对某企业环氧树脂混合废水进行预处理,以提高其可生化性能。结果表明,以磁性活性炭为催化剂,采用催化氧化法处理废水,当pH为11,气体体积流量和催化剂添加量分别为60 L/h和6 g/L,反应时间3 h后COD的去除率达到28%左右,BOD_5/COD提高到0.30;对催化氧化出水进一步采用电解氧化法处理,不额外添加电解质,调节pH为11,电流密度60 m A/cm~2,电极间距4 cm,反应时间3 h,COD的去除率为50%左右,BOD_5/COD提高到0.42,为后续的生化处理减轻负荷。处理后,组分物质共轭双键转化为饱和烷烃结构,水中的酚类和脂类物质得到有效降解,从而提高了其可生化性。     

超临界水氧化处理二硝基甲苯废水研究

在间歇式反应器中研究了二硝基甲苯(DNT)废水的非催化超临界水氧化,考察了有机物在超临界水中的氧化降解效率.对处理后的水样进行COD测定及液相色谱检测,对气体样品进行定性显色分析.发现在温度600℃、压力25MPa、停留时间30s左右时,DNT在超临界水中有很好的氧化去除效果(处理后的水样化学需氧量CODCr达28mg/L左右且无有害气体产生).研究了含DNT废水COD的去除率与反应温度、时间和压力的关系,确定了氧化降解的影响因素和最佳降解条件.结果表明:超临界水氧化法几乎可完全去除DNT;在超临界和氧量充足的条件下,反应温度、停留时间是影响COD去除率的重要因素.     

臭氧催化-吸附联用处理煤化工高盐废水COD研究

为解决煤化工高盐废水COD去除率低带来的蒸发结晶杂盐率高,危废处理费用高的难题,考察了臭氧催化氧化-活性炭吸附耦合工艺对煤化工高盐废水COD的去除效果。对二次反渗透浓盐水开展臭氧催化氧化试验,对其出水开展活性炭吸附试验,最后在最佳工艺下开展臭氧催化氧化-活性炭吸附耦合工艺连续试验。结果表明：臭氧催化氧化试验最佳参数：催化剂投加量700 mg/L,臭氧气体浓度300 mg/L,臭氧通气量1.5 L/min;活性炭吸附试验最佳参数：活性炭投加量80 g/L,吸附时间60 min;在最佳工艺参数下开展耦合工艺100 h连续试验,结果表明：COD去除率稳定在78%～80%,出水COD的质量浓度稳定在80～90 mg/L,臭氧催化氧化-活性炭吸附耦合工艺对高盐废水COD去除效果明显。     

高级氧化在工业废水高标准排放中的应用研究

对比开展了臭氧和芬顿两种高级催化技术在综合园区工业废水难降解有机物高标准排放中的应用研究。考察了臭氧高级氧化工艺的催化剂种类、臭氧浓度、臭氧+曝气生物滤池组合工艺,芬顿工艺的pH、硫酸亚铁浓度、过氧化氢浓度等对COD降解量的影响。结果表明:催化剂种类和废水pH是分别影响臭氧和芬顿消减废水COD的主要因素。在满足COD高标准稳定达标(COD≤30 mg/L)下,臭氧高级氧化工艺、芬顿高级氧化工艺吨水成本分别为1.272～1.694元/m~3、0.847～1.282元/m~3。     

Fe2＋/UV催化臭氧降解腈纶废水影响因素

研究了不同催化臭氧体系(O3、UV/O3和Fe2 /UV/O3)对腈纶废水的降解特性,Fe2 /UV催化臭氧表现出极强的COD降解性能.详细分析了pH值、Fe2 浓度,气相臭氧浓度和光强各因素对Fe2 /UV催化臭氧降解陛能的影响规律.结果表明,溶液初始pH值对其降解牲能无影响,而Fe2 浓度、气相臭氧浓度和光强影响较大.当Fe2 的优化浓度为70～80mg/L,气相臭氧浓度为20～30mg/L和光量子流密度为8.62×10-12Einstein时,催化效果最强,COD去除率最高(72%～78%).经红外光谱测试分析,废水中有机物基团经Fe2 /UV催化臭氧降解后减弱或消失,其生物降解性得到改善.     

电催化臭氧-BAF工艺深度处理印染废水中试研究

以江苏某纺织染整工业园区污水处理厂综合排放池的污水为处理对象,构建以电催化臭氧-曝气生物滤池(BAF)为主体工艺的印染废水深度处理中试系统,通过优化系统运行参数,考察该系统对难降解有机污染物的去除效果。结果表明,在进水流量10 m³/h、臭氧投加质量浓度20 mg/L、H₂O₂投加质量浓度7.2 mg/L、催化氧化停留时间30 min、BAF停留时间60 min的条件下,系统对污水中COD的去除率稳定在38%～45%之间,出水COD≤35 mg/L,达到《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要污染物排放限制》(DB 32/1072—2018)规定的出水COD<40 mg/L的要求,同时,系统对UV₂₅₄、色度也具有较好的去除效果,对废水中检测到的酮洛芬、避蚊胺和咖啡因的去除率也均达到85%以上。经运行成本核算,该系统的吨水处理成本约为0.77元,且运行过程中无二次污染,具有良好的经济和环境效益。     

臭氧催化氧化反应器模拟与分析

臭氧催化氧化法是一种高效的污水处理技术,是目前污水高级处理的主要手段之一。传统的建模方法无法研究反应器内污水浓度的时空分布和操作条件对反应器的影响,本研究利用计算流体力学（CFD）,耦合多孔介质流动与传质和化学反应动力学多物理场模型,研究臭氧催化氧化过程中目标污染物浓度随时间和空间的分布情况,计算结果与实验结果有良好的一致性。进一步研究臭氧浓度和流量、循环水流量、催化剂层高度、催化剂颗粒大小等对臭氧催化氧化处理废水效率的影响,评估出最优的实验方案。结果表明,在不改变当前反应器主体结构的情况下,最优的操作条件是：臭氧浓度30～40mg/L,臭氧进口流量40～60mL/min,循环水量200～250mL/min,催化剂层填充高度600～800mm,催化剂颗粒半径大小为2mm。该研究有助于理解、设计和优化污水处理反应器。     

催化臭氧化-曝气生物滤池深度处理柠檬酸废水

针对柠檬酸生产废水二级生化出水色度高、难生化降解的特点,采用催化臭氧化-曝气生物滤池组合工艺对其进行深度处理。结果表明,该组合工艺可实现废水脱色和降解有机物的目的。当催化臭氧化接触氧化时间为30 min,臭氧投加量为22.5 mg/L;BAF气水比为3∶1,水力停留时间为3 h时,出水COD降至60 mg/L以下,色度维持在10~15倍,处理出水达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T 19923—2005)的标准。     

介孔Fe2O3/SBA-15催化臭氧氧化含酚废水

含酚废水来源广泛自然条件下难以去除,酚类物质毒性大对生态环境和人类生活健康造成了较严重的影响。本文选取了有机废水处理中较为高效的臭氧催化氧化技术,使用臭氧氧源曝气产生大量的含氧自由基,催化氧化降解酚类有机物,同时对活性中心载体进行了优化,选取制备了一类水热稳定性好及机械强度高的多孔材料,使用这些多孔材料对活性中心Fe₂O₃进行了再组装,合成了一系列表面富集Fe₂O₃的SBA-15介孔薄膜材料,由于SBA-15材料较大的比表面积、丰富的孔隙结构、高度分散的活性中心,在臭氧催化氧化含酚废水中取得了较好效果。苯酚溶液初始浓度为100mg/L (COD 238mg/L)、Fe₂O₃(5)/SBA-15催化剂投加量为30g、臭氧气体流量为2mg/min、废水HRT为5min、流量为0.8L/h的条件下,该催化剂能高效连续稳定运行500h不易失活,其COD去除率仍能保持在65%以上,催化剂活性依然保持在83%以上。Fe₂O₃/SBA-15类介孔催化材料在深度处理含酚废水中具有工业化应用潜质。     

湿式催化氧化法处理高浓度高盐毒死蜱废水

以γ-Al2O3为载体，通过超声浸渍法制备Mn-Ce/γ-Al2O3，并以其为催化剂采用湿式催化氧化法处理高浓度高盐毒死蜱废水。通过FTIR、XRD、SEM对催化剂结构进行表征。通过单因素实验探讨了反应温度、pH、催化剂用量、氧化剂用量对COD去除率的影响。采用均匀设计法对湿式催化氧化实验条件进行优化，在进水COD质量浓度为13550 mg/L时，最优处理条件为反应温度230 oC，反应时间2 h，进水pH=7，质量分数30%过氧化氢5.5 mL，Mn-Ce/γ-Al2O3用量0.4 g，在该条件下，COD去除率达到90.63%；各因素影响实验结果的主次顺序为反应温度＞催化剂用量＞氧化剂用量＞pH＞反应时间。采用DFT方法计算毒死蜱分子的量子化学参数，结合自由基捕获实验和紫外光谱结果初步探讨了湿式催化氧化降解毒死蜱的可能机理。结果表明，γ-Al2O3上负载了MnO2、CeO2活性组分，Mn-Ce/γ-Al2O3能较好地促进H2O2产生•OH；动力学实验表明，湿式催化氧化对废水COD的降解过程符合准二级动力学方程。     

气浮/三维电解/生物降解处理芯片封装测试废水研究

采用“气浮+三维催化电解+生物选择+厌氧好氧”组合工艺处理电子芯片封装测试厂生产废水，探索了各处理单元的不同运行参数对废水中污染物降解的影响。结果表明：四级三维催化电解是该处理工艺的关键步骤，通过四级三维催化电解可使废水中的难降解、具有毒性的有机污染物得到分解，为后续生物处理创造条件。在四级三维电解过程中，当每级的电流密度为70 mA/cm²、总电解时间为6.0 h时，废水COD降解率可达85%以上。确定溶气压力0.2 MPa时的最佳气浮时间为45 min，生物选择池的停留时间为2～3 h。厌氧处理结果表明，当水力停留时间为4 d时，出水BOD/COD可提高到0.28左右。好氧处理的最佳曝气时间为14 h。该组合工艺可使废水中的COD降至300 mg/L,TN低于20 mg/L。     

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。