催化湿式氧化联合SBR处理模拟萘系染料中间体废水的研究

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萘系染料中间体在工业上一般以萘或者萘酚、萘磺酸作为原料,经过一系列的硝化、磺化、还原等工序制备而成,大量运用于有机染料生产、医药行业、印染业等。因此,在萘系染料中间体的生产和使用过程中、有机染料的生产制备和使用过程中均会产生大量萘系染料中间体废水。本文以1-萘酚-5-磺酸溶液作为模拟废水进行催化湿式氧化联合SBR处理的研究。本研究首先对催化湿式氧化处理1-萘酚-5-磺酸模拟废水进行工艺条件研究,并进行了机理分析以及出水可生化性研究。研究发现,反应温度和初始pH值对废水处理效果影响显著,温度越高废水处理效果越好,酸性条件更适于1-萘酚-5-磺酸的降解;适当的增加氧分压和搅拌速率可以加快反应速率和COD去除率;Mn-Ce催化剂能有效地加快废水处理速率,但过量投加催化剂反而抑制了反应的进行。模拟废水在最优工艺条件为:反应温度200℃,氧分压1.6MPa,初始pH值3.0,搅拌速率300r/min,催化剂投加量为0.8g/L时,通过催化湿式氧化处理2h后COD去除率高达90%左右,废水BOD5/COD从0.002升至0.148,可生化性得到较大提高。继而进一步采用LC-MS技术,推导出1-萘酚-5-磺酸的降解途径,从本质上探究了1-萘酚-5-磺酸的催化湿式氧化降解机理。经催化湿式氧化处理后的模拟废水可生化性得到显著提高,可进一步采用生化法深度处理。本研究采用自制SBR反应器深度处理催化湿式氧化出水,经过一个月的驯化,反应器运行稳定。当进水COD为1200mg/L左右、进水pH值为7、MLSS为3100mg/L左右,曝气量为0.15m3/h,曝气6h,沉淀45min时,废水处理效果最佳,COD去除率可达45%-50%。
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