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        【污水處理技術】PDO-1型裝置在化工和制藥廢水處理中的應用

        【污水處理技術】PDO-1型裝置在化工和制藥廢水處理中的應用

        摘要:化工和制藥廢水污染物濃度高、毒性大、含鹽量高,常規的生物方法對高CODcr、低BOD 高色度廢水進行處理后難以達到排放標準。本文建立了PDO.1型廢水處理裝置,它由臭氧發生器、高壓電暈發生器以及反應器組成。應用該裝置對1O個化工、制藥企業的高濃度有機廢水進行了處理,結-果顯示,CODcr 的降解率為10.34%-69.49%,本裝置對不同廢水的降解效率存在差異?;ぶ扑?span class="keyword">廢水的成分復雜,目前尚不能對某種廢水的處理效果進行預測,只能通過小試確定。若03投加量為50mg·L-1,噸水處理費用約為3.68元/T廢水;設備處理能力若為1—5 T·h-1則設備總投資為7.6 23萬元。本方法主要用于醫藥、化工高濃度難降解廢水或車間分質收集的高濃度廢水的預處理,使之有利于后續生化處理和達標排放。

        關鍵詞:水污染防治工程;化工和制藥廢水;高壓電暈;臭氧氧化

        0 引 言

        化工、制藥廢水中有機污染物濃度高、毒性大,有的含鹽量非常高,是最難處理的廢水之一?;?、制藥廢水中含有毒有害物質,微生物難以生長,采用傳統的生物處理方法,處理效果差,難以達到排放標準[1]。一些企業用大量的清水稀釋廢水,這樣既增加了水資源費、廢水處理和排污費,又提高了企業的成本。因此,研究開發新的廢水處理技術迫在眉睫[2]。

        臭氧是已知氧化性最強的化學物質之一,它可以有效地使污染物分子化學鍵斷裂,使大分子變為小分子,從而降低污染物的毒性,并有利于后續生化處理;此外,臭氧氧化法還具有不產生二次污染物的優點。但缺點是其與有機物的反應有選擇性,對大分子的降解效率高,而對小分子的礦化程度低[3];另外,臭氧產生效率較低和運行費用較高也限制了臭氧在工業廢水處理中的廣泛應用。

        高壓電暈和臭氧聯用處理高濃度有機廢水是一項近幾年發展起來的新技術。該方法利用高壓電暈產生的低溫等離子體與臭氧協同作用,產生更多的羥基自由基(·OH)。高壓電暈等離子體與水作用可產生多種活性原子(·OH、·H、·0、·HO2、02-、H202、03等),有助于高效快速降解有機污染物,增加臭氧氧化的廣譜性,提高對小分子氧化的礦化程度,克服單獨臭氧氧化法的局限性[4-6]。高壓電暈和臭氧聯用產生的協同效應比單獨臭氧處理效果更好,適用性更廣。

        1 系統組成和試驗條件

        1.1 系統組成

        PDO.1型廢水處理裝置主要由臭氧發生器、高壓電暈發生器和臭氧道反應器組成。無油空壓機(VW一0.15/7型),空氣流量0.142 m3min-1,排氣壓力0.7 MPa,功率1.5 kW;冷凍空氣干燥機(LXG型),冷凝溫度一8℃,經過濾、吸附后,空氣露點降到一40~ 一70 oC;臭氧發生器(CHY一50型),臭氧產生量50 g·h-1,空氣供氣量5 I1 h-1;高壓脈沖電源,輸出電壓30 kV,功率1 kW,脈沖頻率在1—100 Hz之間可調;電暈發生器,電極材質為鎢絲放電極和不銹鋼板陰極,電極間距30 mm;道反應器為內徑40 mm、長10 m塑料軟;循環水流量6 m3·h-1 。廢水處理工藝流程見圖1。

        【污水處理技術】PDO-1型裝置在化工和制藥廢水處理中的應用

         

        1.2 試驗條件

        將待處理廢水入水池,開啟循環水,調節廢水pH:9—10。依次開啟高壓電暈發生器、空壓機、冷凍干燥機和臭氧發生器。設備開機時,臭氧發生器應最后一個開啟;設備關機時,臭氧發生器應最先一個關機。處理時間通常為l~3 h,處理水量通常為1—5 T·h-1。具體處理廢水時,設備可以配套組合,配套組合的依據是要使廢水中初始臭氧濃度不小于25mg·L-1·h-1,這與污染物降解的難易程度和濃度有密切關系。

        作為一種預處理或分質處理手段,該設備進行廢水處理的目標是降低廢水的毒性,提高廢水的B/C比,為后續生化處理創造有利條件,一般不用于廢水達標排放的處理。

        2 試驗結果

        2.1 試驗水樣與結果

        采用本處理裝置分別對10種化工和制藥廢水進行小試試驗,試驗結果見表1。

        【污水處理技術】PDO-1型裝置在化工和制藥廢水處理中的應用

         

        有的水樣處理后CODcr降低不多,但主要成分已經分解。如新安化工廠有機硅廢水處理前為透明狀,處理后出現很多白色沉淀,說明有機狀態的硅已經降解為無機硅酸,為后續生化處理創造了有利條件。

        2.2 試驗費用

        處理費用主要為電費。當廢水的pH< 9或pH> l1時,需進行酸堿調節。以處理水量1 T·h -1為例,主要設備耗電量見表2。若 投加量為5O mg·L-1,噸水處理費用約為3.68元/T廢水;設備處理能力若為1~5 T·h-1,則設備總投資為7.6~23萬元。本方法主要用于醫藥、化工高濃度難降解廢水或車間分質收集的高濃度廢水的預處理,使之有利于后續生化處理和達標排放,上述費用企業一般能夠接受。

        3 結果與討論

        1)PDO-1型廢水處理裝置適合對高濃度難降解有機廢水進行預處理,為后續生化處理創造有利條件;也可作為車間廢水分質處理設備,對車間中濃度最大、毒性最高的這部分廢水先進行預處理,減小或避免高濃度水質對后續生化處理的沖擊,對最終生物處理工藝的穩定高效運行具有重要意義。

        2)該設備對各種化工制藥廢水的處理效果相差懸殊,浙江九洲藥業廢水可達69.49% ,而新中港藥業廢水的處理效率只有10.34%。造成這種差別的原因是廢水的性質差異很大,目前難以分析造成這種差異的具體原因。后續研究將選擇個別典型廢水做進一步深化研究,以確定本方法的適用性。

        3)根據實驗室研究[5],臭氧與電暈聯用處理比單獨臭氧處理效果提高約9%。由高壓脈沖放電產生的紫外光和低溫等離子體所形成的活性離子,再與水分子反應生成更多的羥基自由基,其反應為:

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        4 結 論

        1)臭氧與高壓電暈聯用處理有機廢水能夠達到較好的預處理效果,但效果因廢水性質而異,目前尚不能預測某一廢水的處理效果,只能通過小試測定。

        2)對于污染物濃度高的廢水,經本方法預處理后有利于后續生化處理,所需處理費用企業一般可以接受。

        3)裝置中的文丘里氣水混合器對臭氧的傳質效率高,道反應器出口端沒有剩余臭氧排放,極大地提高了臭氧的利用率。

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