臭氧催化氧化处理成品油库含油污水.doc
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1、臭氧催化氧化处理成品油库含油污水成品油库油品的运输方式可分为管道运输、铁路运输、公路运输和水运运输等。其中,水运运输方式由于采用顶水作业,产生的含油污水具有污染物(主要包括石油类、COD等)浓度高、可生化性差、水质水量波动大和间歇排水等特点。目前成品油库含油污水多采用“隔油气浮过滤”的处理工艺,该套工艺主要针对污水中石油类的去除,无法保证COD达标。生化法是去除COD的有效手段之一,但鉴于油库污水的上述特点,大多数企业的生化处理单元不能稳定运行。而高级氧化技术(AOPs)能够利用光、声、电、磁等物理和化学过程产生的高活性中间体OH,快速矿化污染物或提高其可生化性,具有适用范围广、反应速率快、氧
2、化能力强的特点,成为水处理领域的研究热点。在AOPs中,臭氧多相催化氧化技术由于具有能耗低、降解效率高和不造成二次污染等优点,已成为去除污水中难降解有机污染物的高效处理技术。本工作搭建臭氧催化氧化固定床反应器,并装填臭氧催化剂,考察了臭氧催化氧化法处理成品油库含油污水的处理效果及其影响因素。1、实验部分1.1 材料和仪器臭氧催化剂:以颗粒活性炭为载体,采用浸渍法负载4%的Cu、Fe、Ni作为催化剂活性组分。重铬酸钾、浓硫酸和氢氧化钠均为分析纯。用氢氧化钠和浓硫酸分别配制为质量分数10%和20%的溶液备用。废水:实验用水取自我国某油库汽油排水经隔油-气浮预处理后出水,主要污染指标石油类为1545
3、mgL,COD为700800mgL,BOD5COD0.3,pH为6.87.5。仪器:MDS-COD型微波消解仪;S210型pH计。1.2 实验方法臭氧催化氧化静态实验过程中每次取水样1000mL,按实验所需加入不同量的催化剂,调节臭氧发生器流量控制不同臭氧投加量,反应体系开始进行臭氧多相催化氧化反应,根据预定的时间间隔取样并进行水质分析。动态臭氧催化氧化实验装置主要由臭氧发生器、催化氧化塔、进水系统、进气系统组成;其中催化氧化塔由有机玻璃制成,尺寸为40400mm,有效容积为0.5L。过程中通过蠕动泵控制进水流量向催化氧化塔内进水,污水从反应器顶部流入,底部流出,其他同静态实验。动态实验装置如
4、图1所示。 1.3 分析方法采用重铬酸钾法测定废水COD,并计算COD去除率;采用玻璃电极法测定废水pH。2、结果与讨论2.1 臭氧氧化与臭氧催化氧化处理效果对比为了研究臭氧催化氧化体系中各部分物质所起到的作用进行了相关的实验,实验分4组,第一组仅通入0.15L/min臭氧,第二组加入含油污水浸泡12h后的活性炭,第三组加入50g新鲜活性炭催化剂并通入0.15L/min臭氧,第四组加入50g含油污水浸泡12h后的活性炭催化剂,实验结果如图2所示。可以看出,单独臭氧氧化COD去除率明显低于臭氧催化氧化,随着反应时间的延长,COD去除率增加的趋势比较平缓,在反应150min后达到40%;第二组加入
5、活性炭的实验COD去除率随着时间的延长而升高,在反应60min后COD去除率降缓,在反应150min时达到35.9%;而加入催化剂和臭氧的两组实验COD去除率曲线基本重合,且随时间延长增长较快,反应150min后达到79%左右,较单独臭氧氧化和活性炭吸附分别提高了39%和43%。上述实验表明,在臭氧催化氧化体系中臭氧与催化剂的协同作用可以提高有机污染物的降解效率,这是因为一方面活性炭的空隙结构促进了反应物与氧化剂的接触,发生了多项催化氧化,加速了污染物的氧化和矿化,另一方面催化剂表面负载的过渡金属,提供了氧化还原电位,促进了氧化还原反应的进行。同时可以看到催化剂浸泡12h与催化剂未浸泡两组实验
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