实验室有机废水处理O3/H2O2高级氧化技术

实验室废水是指由教育机构的各类实验室、工业研发实验室、国家设立的分析实验室和质量保证实验室、医疗卫生行业的测试实验室在科研、教学、工业产品试制等活动中排放的废水 , 同时也包括器皿、装备洗涤水中冷却水 , 地面清洗水 , 消毒用水及其研究过程中废弃物水等 。 根据废水中所含主要污染物性质 , 可以分为有机和无机实验室废水两大类 。
实验室废水的排放周期不定 , 排放量也无规律性 , 所含污染物成分较为简单 , 但个别污染因子的浓度较高 , 也具有潜在的危险性 , 容易造成污染事故 , 特别是化工类实验室的有机废水 。 此类废水未作处理直接排放进入市政管网 , 对污水处理厂的生物处理过程会造成较大冲击 , 给污水处理厂出水达标带来较大难度 。 因此要求实验室有机废水处理技术与方法具有高效性、简便性、多用途性 。
张铁楷等利用Fenton试剂氧化降解有机废水 , 发现Fenton试剂处理后废水中PAM降解率可达90%以上 。 ?OH具有很高的亲电性和电负性 , 其电子亲和能达568.3kJ , 具有很强的加成反应特性 。 Fenton试剂降解PAM的过程中 , Fe2+和H2O2快速反应生成大量的?OH , 而自身被氧化为Fe3+ , 产生的?OH既可以和有机物快速反应 , 又在氧化Fe2+的同时生成OH- 。 在反应过程中?OH夺取PAM中的H原子形成有机自由基 , 填充不饱和C-C键使聚合物迅速降解 。 Fe2+/S2O2-8复配体系降解PAM时 , 南玉明等验证了PAM化学降解属于自由基反应 。 邓磊等采用采用Fenton法进行处理 , 对钻井废水中有机物变化及反应机理进行了研究 。 最佳条件下 , Fe/C-H2O2耦合工艺出水中芳香化程度和聚合度大幅降低 , 高分子物质完全降解为小分子 。 徐军等通过对比臭氧、臭氧催化氧化、臭氧/双氧水和臭氧/双氧水催化氧化4种工艺深度处理化工废水的效果 , 臭氧/双氧水处理效果较优 , 利于后续生化法处理 。
根据实验室废水特点 , 排放量小 , 成分较为简单 , 因此选择高效简单的O3/H2O2处理工艺 , 考察O3/H2O2高级氧化技术在不同的处理条件(臭氧投加量、H2O2投加量、pH值、反应时间)下对实验室高浓度有机废水中COD的去除率影响 , 并通过页岩气采出水进行验证 。
1、实验
1.1实验材料
重铬酸钾(GR)、水合醋酸钠(AR)、冰醋酸(AR)、甲酸钠(AR)、由成都科龙试剂厂提供 。
实验废水采用某测试公司实验室中采用GC-MS、气相色谱仪、红外测油仪等仪器分析后产生的废水;废水中主要含二氯甲烷、乙醇、四氯化碳等有机污染物 , COD含量为1250mg?L-1 , 色度为50倍 。
1.2实验仪器
MCB3-20型臭氧发生器 , 青岛国林;可见光分光光仪 , 上海佑科 。
1.3实验方法
1.3.1COD的测定
采COD的测定用国标GB/T11914-1989(水质化学需氧量的测定重铬酸盐法) 。
1.3.2O3/H2O2高级氧化技术对实验有机废水处理方法
取100mL废液置于1000mL臭氧反应器中 , 调节臭氧发生器电压、电流向其通入臭氧同时加入H2O2 , 通过改变臭氧投加量、H2O2投加量、pH值等条件 , 在一定的曝气反应时间后测量废水中COD含量 。
2、结果与讨论
2.1臭氧投加量对实验废水中COD去除率的影响
如图1所示 , 当pH值为10 , H2O2投加量为0.5mg?L-1 , 曝气时间30min , 实验废水中COD含量随着臭氧投加量的增加而降低 , 去除率先快后慢 。 当臭氧投加量达到40mg?L-1后去除率达到80.34% 。 臭氧投加量的增加可增加试验废水中?OH含量 , 增加?OH与实验废水中有机物接触提高氧化效率 。
实验室有机废水处理O3/H2O2高级氧化技术
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