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印染废水是国内最主要的工业污染源之一,由于水中含有大量难降解有机物,是目前工业污染治理的难点。经物化和生物处理工艺处理后,出水中仍含有较高浓度的难降解有机物,使COD<,cr>和色度超标。针对以上问题,本研究采用臭氧高级氧化深度处理工艺,进一步有效去除有机物,来不断满足日益严格的出水排放标准。
臭氧及高级氧化技术具有反应速率常数大、反应彻底、处理效率高、占地面积小等优点。本文以酸性嫩黄G、活性艳红X-3B染料人工配水和实际印染废水的二级处理出水为研究对象,研究臭氧化和催化臭氧化对印染废水COD<,cr>、色度、UV<,254>的降解效果和对废水可生化性的影响。
臭氧氧化对酸性嫩黄G和活性艳红X-3B废水COD<,cr>、色度、UV<,254>的去除效果和对废水可生化性的提高都非常显著。pH对氧化效果有较大影响,在整体的变化趋势上,染料废水COD<,cr>去除率和B/C值随着初始pH值的升高而增大,因为臭氧在碱性条件下能产生活泼的羟基自由基.OH。
在O<,3>/H<,2>H<,2>O<,2>体系中,H<,2>O<,2>/O<,3>的摩尔比对染料废水氧化处理效果有显著的影响。对于酸性嫩黄G和活性艳红X-3B废水,适宜的H<,2>O<,2>/O<,3>摩尔比分别为0.4和0.6。
采用O<,3>H<,2>O<,2>、O<,3>/C<,r2>O<,3>、O<,3>/MnO<,x>-GAC、O<,3>/MnO<,x>-陶粒等4种臭氧高级氧化方法深度处理印染废水,O<,3>/MnO<,x>-GAC对废水COD<,cr>、色度、UV<,254>的去除效果和对废水可生化性的提高效果最为明显。
用浸渍法制备的MnO<,x>-GAC催化剂,活性炭表面负载氧化锰的量随着浸渍液浓度的增大而增大,但较高的浸渍液浓度下活性炭表面氧化锰的负载量变化并不明显,这说明浸渍法制备的催化剂表面氧化锰的承载量是有限的。试验结果表明,本试验最佳的浸渍液浓度为10g/L,最佳的催化剂投加量为180g。超过MnO<,x>-OAC最佳投加量,即使再增加催化剂投加量,催化效果提高不明显。
O<,3>/MnO<,x>-GAC对废水的氧化效果受pH影响较大。在酸性及弱酸性pH值范围内,O<,3>/MnO<,x>-OAC对印染废水COD<,cr>去除率高于碱性条件下的去除率,原因是在pH值为3~5范围内,O<,3>分解速率最高,这与MnO<,x>-GAC的表面羟基不带电荷有关,当反应体系的pH值与MnO<,x.-OAC的pH<,zpc>接近时,MnO<,x>-GAC表现出很好的催化O<,3>分解的活性。
OH自由基浓度增加是O<,3>/MnO<,x>-GAC催化体系处理效率高于单独臭氧氧化的主要原因。废水中加入抑制剂叔丁醇后,不论是单独O<,3>氧化还是O<,3>/MnO<,x>-GrAC体系,对COD<,cr>的去除率均降低,但是,单独臭氧氧化对COD<,cr>的去除受抑制剂的影响程度大大高于O<,3>/MnO<,x>-GAC体系,说明O<,3>/MnO<,x>-GAC体系产生了比单独O<,3>更多的·OH。
试验结果表明,在本试验的进水条件下,最佳的臭氧投加量为81mg/L,可使出水色度≤16倍,COD<,cr>为127.4mg/L,BOD<,5>为29.47mg/L,此时B/C由原水的0.1升高到0.31。可见,经催化臭氧化预处理后再进行生物活性床处理,可使最终出水COD<,cr>、色度、BOD<,5>指标均满足《山东省地方标准纺织染整工业水污染物排放标准(DB37/533-2005)》中2011年以后执行的标准(COD<,cr><100mg/L,色度<40倍,BOD<,5><25mg/L)。