|
|
臭氧在印染废水处理中的强大优势
技术咨询 15101638838 15810803350
1、前言
目前印染废水大都采用混凝加生化的联合处理工艺，但处理后出来的CODcr和色度去除率低，尤其对高分子合成浆料和人工合成染料的处理率更低。臭氧氧化作为一种高级氧化技术，近几年来被用于去除染料和印染废水的色度和难降解有机物。通过活泼的羟基自由基OH与有机物反应，使染料的发色基团中的不饱和键断裂，生成分子量小、无色的有机酸、醛等，达到脱色和降解有机物的目的。
本文选择了较为典型的印染废水用臭氧氧化的方法进行处理，并在不同的pH、温度、接触时间、初始浓度、UV状态下，通过试验探索其氧化降解过程及氧化机理，取得了较为满意的试验效果。
2、实验装置与流程
本实验选择传质效果较好、臭氧停留时间适中的同向流微孔扩散反应槽。该装置在槽底部安装一中部空心的微孔陶瓷棒，陶瓷棒是由一定粒径的陶瓷粒、沙、磷酸铝和高分子聚合物粘结而成，孔径为100um，总的孔隙率为35～50%，可产生直径2～3mm的小气泡。为使实验装置简单易行，气源直接使用瓶装氧气，经减压后送至XY型臭氧发生器。在氧气流量控制在0.6m3/h，发生器的次级高压控制在13.5kV时，臭氧的小时发生量约为10g。臭氧发生器产生的臭氧化气（每升气体中臭氧含量为17mg左右）进入反应槽底部，由微孔陶棒释放，与废水接触并进行氧化反应。臭氧化气在反应槽内湍动并扩散至顶部排出尾气。污水从反应槽底部的侧向流入，经氧化后从上部的另一侧向流出。
3、试验与结果讨论
GBC枣红基染料的印染废水。原水pH的值为11.3，CODcr为1376mg/L的红棕色且有较强异味的废水。GBC枣红基染料属直接染料(direct dyes)，溶于水呈酒红色，溶于乙醇呈品红色，溶于浓硫酸呈兰色，稀释则产生酱红色沉淀。在其水溶液中加浓 NaOH溶液时产生橙棕色沉淀。主要用于染棉麻、蚕丝和粘胶纤维及棉毛混纺制品。该染料是由联苯胺经重氮化后，先与1－奈胺－4－磺酸偶合，再与γ酸偶合而制得。
印染废水进水pH为11.3，CODcr值1376mg/L的深红色有异味的废水，经30min臭氧氧化反应处理后，基本变成无色无味的中性水，出水的CODcr值440mg/L，去除率68%，印染废水的脱色率92%。
上述印染废水在单位体积（L）中的投加臭氧量（mg）与CODcr的降解量及去除率（%）的关系见图2。单位体积（L）中的投加臭氧量（mg）与色度及脱色率（%）的关系见图3。
图2 单位体积中投加臭氧量与CODcr的降解量及去除率(%)的关系
图3 单位体积中投加臭氧量与色度及脱色率(%)的关系
将O3通入顺流式微孔扩散反应槽，扩散至受试废水中。这种装置传质系数大，反应槽内湍流状态强，同时柱状的反应槽使气液两相又有较充分的接触时间，保证了氧化反应的程度。用恒定的O3浓度(每升气体中臭氧含量为17mg)处理恒定体积(2L)的印染废水，氧化反应的接触时间分别取5min,10min,15min,20min,30min,60min,试验结果见表1。
表1 不同接触时间下臭氧处理印染废水的实验数据
反应接触时间(min) 臭氧耗量(mg/L) pH CODcr(mg/L) CODcr去除率(%) 色度(稀释法) 脱色度(%)
0 0 11..3 1376.1 0 500 0
5 417 10..5 1073.0 22 360 28
10 833 9..3 798.7 42 220 56
15 1250 8..5 633.2 54 110 78
20 1667 8..0 493.2 64 80 84
30 2500 7..5 440.7 68 40 92
60 5000 7..5 382.3 72 30 94
从图2中臭氧耗量和CODcr的关系曲线得到臭氧耗量在0-1667mg区间时曲线较陡直，氧化效率较高，CODcr的去除率上升很快。此时去除1mgCODcr平均消耗1.9mg臭氧；当臭氧耗量超过1667mg后，曲线趋向平缓，去除CODcr所消耗的臭氧明显增加，臭氧耗量在1700—5000mg区间时去除1mgCODcr平均消耗陡增为33mg臭氧。同样可以在图3中臭氧耗量与色度的关系曲线得到：臭氧耗量在0—1700mg区间时曲线较陡直，去除色度较快，脱色率较高；当臭氧耗量超过1700mg后，曲线趋向平缓，去除色度所消耗的臭氧明显增加。
4 结论
通过上述试验结果，可以得出以下结论：臭氧对印染废水有良好的脱色和降解CODcr的效果，对含有GBC枣红基染料的印染废水的脱色率达94%，CODcr的去除率72%，出水的 pH趋于中性。
