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Hot News本次收到废水为膜过滤前废水,主要污染物为吗啉、甲胺,废水数据详见下表:
水样名称 | 辫贬值 | 颁翱顿(尘驳/濒) | 水量(m3/d) |
吗啉甲胺-0 | 10 | 25000~35000 | 80 |
针对来水检测数据如下:
水样名称 | 辫贬值 | 颁翱顿(尘驳/濒) | 外观 | 电导率μs/cm | 水量(m3/d) |
吗啉甲胺-0 | 11.1 | 18510 | 白色透明 | 383.2 | 80 |
从检测数据上看,实际收到的水样的COD与客户预计的水样有一定的差距,有可能受检测方法或检测设备的影响。
2.处理目标:
(1)降解COD,实现出水COD<5000 mg/L的目标;
(2)提高可生化性,后续进入生化处理;
(3)寻找最佳投资点。
二、设计处理工艺
1. 高级氧化技术介绍
典型工业废水(如医药、化工、印染等)常具有有机物含量高、成分复杂、盐含量高、可生化性差等特点,因此常规的生化工艺很难对其中的有机物进行有效处理。如图1所示,高级氧化技术是在臭氧、紫外等单一氧化法基础上发展起来的新型化学氧化技术,其作用机理是利用原位产生的强氧化性自由基或活性基团,如最常见的羟基自由基(·OH),与有机物发生化学氧化反应,实现其断键或降解,可将其直接矿化或氧化提高废水的可生化性。
高级氧化技术是20世纪80年代发展起来的处理废水中难降解有机污染物的新技术。根据所用氧化剂及催化条件的不同,常见的高级氧化技术有以下几类:Fenton氧化、紫外光催化、催化臭氧氧化、湿式氧化、超临界水氧化、电化学氧化等。由于高级氧化技术具有反应快速、适用范围广等优点,引起世界各国广大专家、学者及工程设备研究人员的重视,并相继开发了多种处理工艺和设备,使高级氧化系统展现出一定的生命力和竞争力。
图1高级氧化技术原理示意图
2. 光化学氧化技术
(1)技术介绍
在紫外线激发下,H2O2可产生具有很强氧化性的羟基自由基,可将有机污染物最终矿化为CO2和H2O,其中间产物具有较多含氧官能团,可有效提高废水的可生化性。
(2)UV/ H2O2基本原理:
H2O2 +hv 2
+H2C = CHR
HOCH2 -
+ R-H
+H2O
+ pollutants
CO2 +H2O
本方案采用UV/ H2O2高级氧化工艺,反应效率较高,无副产物(如污泥等)产生,减少了二次处理的费用;高级氧化系统占地面积小,减小了土建投资费用;UV光化学系统及催化剂投加系统均可根据水质、水量进行调节,一定程度上降低了设备的运行成本。
叁、实验数据及描述
1.试验方法
(1)本次实验为内循环试验。
(2)测试过程中由于水样COD超过测试量程,故对水样稀释100倍进行COD测试处理。
2.光化学反应过程图
图2 调整pH≈3条件下光化学反应过程图
3.数据分析
表1 实验过程中COD数据对比分析及过程PH、电导率变化
取样编号 | COD | 颁翱顿去除率 | 电导率 | PH |
| mg/L | mg/L | us/cm | |
吗啉甲胺-0 | 18510 | 0.00% | 348.30 | 3.21 |
吗啉甲胺-2 | 16100 | 13.02% | 4302.00 | 2.95 |
吗啉甲胺-4 | 13850 | 25.18% | 4401.00 | 2.75 |
吗啉甲胺-6 | 11890 | 35.76% | 3915.00 | 2.58 |
吗啉甲胺-8 | 11590 | 37.39% | 3888.00 | 2.31 |
吗啉甲胺-10 | 7977 | 56.90% | 3871.00 | 2.09 |
吗啉甲胺-12 | 8428 | 54.47% | 4494.00 | 2.18 |
吗啉甲胺-14 | 5268 | 71.54% | 4580.00 | 2.17 |
吗啉甲胺-16 | 4666 | 74.79% | 5887.00 | 2.52 |
图3 调整pH≈3条件下COD去除效果图
结合表1和图3可以看出,原水经调整pH至3左右,水样经过光化学氧化反应后COD的浓度有明显降低。在反应到16小时后,COD浓度已由18510 mg/L降至4666 mg/L,去除率可达74.79%,满足出水COD<5000 mg/L的目标要求。综合以上数据结果发现,光化学氧化反应对该水样中有机污染物具有明显的去除效果,可有效加速难降解有机物的分解和矿化,实现出水指标要求。
4.结论
1) 原水经pH调整至3左右,光化学氧化技术小试实验进行16小时后,COD浓度已由18510 mg/L降至4666 mg/L,去除率可达74.79%,满足出水COD<5000 mg/L的目标要求。表明光化学氧化技术对吗啉甲胺废水中有机物具有较好的去除效果。
2) 按照目前小试条件试验,在调整pH条件下,直接运行成本约95.99元/吨水,详细情况如下:
序号 | 项目 | 单位 | 数量 | 单价 | 合计 | 折合吨水(元/吨) |
项目 | 处理水量 | m³/d | 80.00 | | | |
设计进水COD | mg/L | 25000~35000 | | | | |
设计出水COD | mg/L | 5000.00 | | | | |
直接 | 灯管及其他总电耗 | kwh/d | 5333.33 | 0.60 | 3200.00 | 40.00 |
双氧水(27.5%) | t/d | 3.87 | 1000 | 3872.00 | 48.40 | |
FeCl3(30%) | t/d | 0.06 | 1300 | 82.16 | 1.03 | |
30%NaOH | t/d | 0.48 | 1000 | 480.38 | 6.00 | |
98%H2SO4 | t/d | 0.11 | 400 | 44.75 | 0.56 | |
水处理成本合计 | 元 | / | / | 7679.29 | 95.99 |
四、下一步实验及工艺设计建议
本小试实验结果能证明该水样采用光化学氧化技术实现COD处理目标的可行性。下一步可以通过优化运行参数,寻找化学氧化技术的最佳条件,进一步确定吨水运行成本。若条件允许,可以进行现场中试实验,从而为工艺设计提供充分依据。
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