臭氧催化氧化-曝气生物滤池深度处理炼油废水的试验研究

根据某炼油废水二级生化出水的水质水量特点,采用臭氧催化氧化-曝气生物滤池对炼油废水生化出水进行了试验研究。考察了臭氧投加量、p H对臭氧催化氧化单元COD去除效果的影响,确定了该单元最佳臭氧投加量和最适宜pH,同时考察了pH对曝气生物滤池单元COD和NH_3-N去除效果的影响。结果显示,系统控制进水COD/O_3比=2∶1,pH在7~8,COD在150~250 mg/L,NH_3-N在21.6~59.9 mg/L的水质条件下,该系统不但能够稳定去除COD,且能够高效地去除NH_3-N,COD平均出水浓度为44.1 mg/L,NH_3-N平均出水浓度为2.07 mg/L,出水水质指标完全达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级标准。     

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。     

NiO/Al_2O_3催化臭氧化污水厂出水试验研究

采用中试装置,考察了NiO/Al_2O_3催化臭氧技术深度处理城市污水厂出水的可行性。结果表明,NiO/Al_2O_3催化剂加大了臭氧在水中的溶解度,并促进羟基自由基的产生,相同条件下,NiO/Al_2O_3催化臭氧化工艺对COD、DOC、NH_4~+-N、NO_3~--N的去除率分别为50.4%、49.3%、57.6%、35.1%,比单独臭氧工艺分别提高了25.7%、27.5%、46.8%、31.2%。在催化剂投加质量浓度10 g/L,臭氧投加量53.3 mg/min,水力停留时间30 min下,出水COD满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅴ类标准。NiO/Al_2O_3催化剂稳定性良好。     

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。     

臭氧催化氧化降解2,4,6-三氯苯酚研究

采用臭氧催化氧化法降解2,4,6-三氯苯酚废水,用自制催化剂(Al_2O_3负载Mn、Ce、La金属氧化物)对模拟2,4,6-三氯苯酚废水进行了臭氧催化氧化处理,并对影响降解效果的几个因素:臭氧投加量、2,4,6-三氯苯酚初始浓度、pH值进行了分析。结果表明,在pH为9,臭氧投加量5 g×h~(-1)时,处理1 L 100 mg×L~(-1)2,4,6-三氯苯酚废水,单独臭氧化与臭氧催化氧化的去除率分别达到了76.04%和86.46%。考察臭氧催化氧化催化剂的稳定性,经过7次使用后,废水COD去除率较第一次使用降低约4%,催化剂相对稳定,最后分析了2,4,6-三氯苯酚的三种降解途径。     

煤层气采出水中化学需氧量去除的实验研究

为去除煤层气采出水中的金属离子和COD(化学需氧量),采用正交实验研究了各工艺条件(pH值、Na_2CO_3加入量、聚合氯化铝(PAC)加入量和反应时间)对絮凝沉淀去除水中金属离子和COD的影响,获得了最优化的工艺参数。为确保水质达标排放,继续研究了臭氧催化氧化对COD去除效果的影响。结果表明:絮凝沉淀可有效去除煤层气采出水中的金属离子和COD,通过比较得出最优化的工艺条件为:pH值11,Na_2CO_3加入量0.2 g/(100 mL),PAC加入量3.0 g/(100 mL),反应时间30 min,在该条件下COD的去除率为53.28%(质量分数,下同),钙、镁、锌、锰离子的去除率分别为76.87%,99.42%,66.72%和77.58%;活性氧化铝负载Cu,Mn,Ni,Fe和Co的催化活性依次降低,反应60 min后COD去除率分别为35.29%,34.01%,33.73%,33.01%和31.99%;臭氧催化氧化能有效去除醇类、酯类及含氮杂环化合物,相比于臭氧单独氧化能明显提高COD的去除率;以MnO_x-NiO_x/γ-Al_2O_3为催化剂,固定催化剂投加量为50 g/L,臭氧投加量为180 mg/(L·h),反应60 min,臭氧催化氧化对COD的去除率为51.3%,比单独氧化对COD的去除率高20.8%。     

臭氧催化-接触氧化法处理奶牛废水的研究

采用非均相臭氧催化氧化-接触氧化法对广州某奶牛养殖基地污水处理站的三级氧化池出水进行了中试研究,通过探究臭氧投加量、臭氧催化反应时间和催化剂用量对出水COD和色度去除率的影响,确定了最佳工况条件：臭氧投加量为120 mg/L、臭氧催化反应时间为30 min,装置中催化剂用量为30 g/L。中试系统在最佳工况下,连续运行时COD的去除率为58.82%;在50%回流条件下,连续运行时COD去除率为63.27%,出水COD稳定在180 mg/L。     

回流固定床臭氧催化氧化煤化工反渗透浓水

设计了一种具有回流的固定床臭氧催化氧化反应装置,对浸渍法制得的α-Fe₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂的性能进行了表征,并利用其在回流固定床反应装置中对煤化工反渗透浓水的臭氧催化氧化性能进行了研究。结果表明：α-Fe₂O₃/γ-Al₂O₃的比表面积、平均孔径、总孔容和活性组分α-Fe₂O₃含量分别为161.74m²/g、10nm、0.4533cm³/g和8.73%。反渗透浓水COD去除率随催化剂装填高度、臭氧投加浓度和过氧化氢投加量的增加而均呈现为先增加、后降低的变化趋势,回流可显著地提高废水COD去除率,适宜的催化剂装填高度、臭氧投加浓度、过氧化氢投加量和回流比分别为350mm、300mg/L、150mg/L和50%,臭氧催化氧化反渗透浓水的COD去除率达74.33%。煤化工反渗透浓水中大部分溶解性有机物和腐殖酸类物质均被臭氧催化氧化分解。     

微电解-AO-臭氧氧化-BAF组合工艺处理制药废水

采用了微电解-AO-臭氧氧化-BAF组合工艺处理制药废水。结果表明,以50%进水稳定运行下,经过组合工艺处理,在进水平均COD在614.1 mg/L、NH_3-N质量浓度在309.2 mg/L时,出水COD平均为115.2 mg/L、NH3-N平均质量浓度在12.8 mg/L,COD和NH_3-N平均去除率分别为81.3%和95.9%,出水水质达到了相关标准的要求。     

Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3对制药二级生化出水的深度处理研究

采用浸渍法将Fe_2O_3负载在γ-Al_2O_3表面,制备高活性催化剂。采用Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3催化氧化深度处理制药二级生化出水,考察催化剂投加量、pH值、双氧水投加量、臭氧流量等对废水中COD去除率的影响。结果显示,在催化剂投加量3 g/L,废水pH为9,双氧水投加量1 mg/L,臭氧流量1.0 L/min条件下,COD去除率达到85.96%。催化剂循环使用10次后,COD去除率仍然可达到83%以上,证明催化剂稳定性良好。     

Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3对制药二级生化出水的深度处理研究

采用浸渍法将Fe_2O_3负载在γ-Al_2O_3表面,制备高活性催化剂。采用Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3催化氧化深度处理制药二级生化出水,考察催化剂投加量、pH值、双氧水投加量、臭氧流量等对废水中COD去除率的影响。结果显示,在催化剂投加量3 g/L,废水pH为9,双氧水投加量1 mg/L,臭氧流量1.0 L/min条件下,COD去除率达到85.96%。催化剂循环使用10次后,COD去除率仍然可达到83%以上,证明催化剂稳定性良好。     

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。     

催化臭氧氧化法深度处理腈纶废水的研究

以活性炭为载体,采用浸渍法制备Ni/C催化剂,应用于臭氧催化氧化腈纶废水技术中。考察了臭氧效率、催化剂投加量、pH及催化氧化时间对腈纶废水COD去除率的影响。结果表明:在臭氧效率50%、催化剂投加量2 g、pH=10.0、催化臭氧氧化时间40 min的实验条件下,对腈纶废水的COD去除率达到83.1%。     

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。     

臭氧、臭氧/双氧水催化氧化深度处理化工废水

对比了臭氧、臭氧催化氧化、臭氧/双氧水和臭氧/双氧水催化氧化4种工艺深度处理化工废水的效果,结果表明,当进水COD和色度分别为95.7 mg/L和90倍时,4种工艺出水的COD去除率分别为23.66%、26.77%、29.24%、32.97%,色度去除率分别为64.44%、64.44%、82.22%、82.22%,催化剂和双氧水均能小幅强化臭氧氧化效果。连续臭氧氧化可使出水COD降至20 mg/L,同时当臭氧投加量为60 mg/L时,4种工艺出水均具有一定的可生化性,满足后序生化工艺的需求。     

吸附-臭氧氧化法去除选矿药剂乙硫氮及COD的实验研究

采用臭氧氧化、活性炭吸附、吸附-臭氧氧化法处理乙硫氮模拟废水,结果表明,(1)对于乙硫氮和对应COD的去除,臭氧的投加量(低于3.00 g/h)与之成正相关关系,活性炭的粒径则与之相反(当≥60目时的去除率可达到70.1%和70.8%,较≤20目对应的去除率高出40.2%和41.5%),同时pH值则表现出影响不明显的效果;(2)乙硫氮在初始浓度为400 mg/L,初始pH为7.8,臭氧、活性炭投加量分别为3.00 g/h、1.50 g/L,反应50 min时,吸附-臭氧氧化法对乙硫氮和COD的去除率分别为99.8%,80.7%,较单独活性炭处理提升29.7%,9.9%,其中COD去除率较单独臭氧处理提升31.2%;(3)整体上,对乙硫氮的去除效果表现为吸附-臭氧氧化>臭氧氧化>活性炭吸附,同时COD去除效果表现为吸附-臭氧氧化>活性炭吸附>臭氧氧化。由此可见,吸附-臭氧氧化法可实现对乙硫氮及COD的有效同步去除。     

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。     

粉末活性炭-陶瓷膜臭氧催化氧化深度处理煤气化废水研究

采用粉末活性炭为催化剂,构建粉末活性炭耦合陶瓷膜臭氧催化氧化反应器,并探讨其对煤气化废水的深度处理效能。结果表明,当粉末活性炭投加2 g/L、臭氧投加量为30 mg/L时,煤气化废水生化出水COD为125~143mg/L,去除率可达75%,ΔCOD/Δρ(O_3)可达1.3。在HRT为30 min、膜通量为50 L/(m~2·h)时,粉末活性炭-陶瓷膜臭氧催化氧化反应器出水COD可保持为50 mg/L左右。反应器中的臭氧可有效将临界通量从35~40 L/(m~2·h)提高至50~60/(m~2·h),跨膜压差降低35%~40%,使反应器膜装置稳定运行。粉末活性炭-陶瓷膜臭氧催化氧化技术,可为煤气化废水深度处理提供有效的技术方案。     

CuO/Al2O3催化臭氧氧化降解酸性红B的研究

采用浸渍法制备了CuO/Al_2O_3催化剂,并将其用于催化臭氧氧化降解酸性红B,研究了CuO负载量、催化剂投加量、臭氧流量等因素对COD去除率的影响。通过加入羟基自由基抑制剂叔丁醇,判断CuO/Al_2O_3催化臭氧氧化降解酸性红B的途径。运用XRD、XPS、SEM、EDS、BET等表征手段对催化剂的结构和性能进行表征,实验结果表明,载体上的铜物种均为CuO,且均匀地分布在载体上。CuO/Al_2O_3催化剂的加入能够促进臭氧分解羟基自由基降解酸性红B,当CuO负载量为1.0%,催化剂投加量为5.56 g/L,臭氧流量为15 L/min时,具有较好的COD去除率。     

CuO-Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3催化氧化深度处理制药二级生化出水

采用浸渍法将Cu O、Fe_2O_3负载在γ-Al_2O_3表面,制备高活性臭氧催化氧化催化剂,通过N_2吸附脱附曲线,X射线衍射、扫描电镜、X射线荧光光谱等方法对催化剂性能进行表征。与Cu O-Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/O_3、H_2O_2/O_3、γ-Al_2O_3/O_3等工艺相比,采用Cu O-Fe_2O_(3/)γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3工艺降解制药二级生化出水效果最为明显,较高的催化氧化效率主要归功于H_2O_2的诱导作用和催化剂的催化作用的双重作用加速臭氧生成更多·OH。考察废水中COD去除率及影响降解的因素,包括催化剂投加量、p H、双氧水投加量、臭氧流量等,实验结果显示在催化剂投加量2g/L、废水p H为9、双氧水投加量3.6mg/L、臭氧流量1.0L/min条件下,COD去除率达到62.96%。催化剂循环使用10次后,COD去除率仍然可达到58%以上,并且金属离子浸出较少,其结构稳定。通过自由基捕获剂测试,探讨该催化氧化过程遵循自由基反应机理。