臭氧在印染廢水處理中的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)

                技術(shù)咨詢 15101638838  15810803350
    1、前言
    目前印染廢水大都采用混凝加生化的聯(lián)合處理工藝，但處理后出來的CODcr和色度去除率低，尤其對(duì)高分子合成漿料和人工合成染料的處理率更低。臭氧氧化作為一種高級(jí)氧化技術(shù)，近幾年來被用于去除染料和印染廢水的色度和難降解有機(jī)物。通過活潑的羥基自由基OH與有機(jī)物反應(yīng)，使染料的發(fā)色基團(tuán)中的不飽和鍵斷裂，生成分子量小、無色的有機(jī)酸、醛等，達(dá)到脫色和降解有機(jī)物的目的。
    本文選擇了較為典型的印染廢水用臭氧氧化的方法進(jìn)行處理，并在不同的pH、溫度、接觸時(shí)間、初始濃度、UV狀態(tài)下，通過試驗(yàn)探索其氧化降解過程及氧化機(jī)理，取得了較為滿意的試驗(yàn)效果。
    2、實(shí)驗(yàn)裝置與流程
    本實(shí)驗(yàn)選擇傳質(zhì)效果較好、臭氧停留時(shí)間適中的同向流微孔擴(kuò)散反應(yīng)槽。該裝置在槽底部安裝一中部空心的微孔陶瓷棒，陶瓷棒是由一定粒徑的陶瓷粒、沙、磷酸鋁和高分子聚合物粘結(jié)而成，孔徑為100um，總的孔隙率為35～50%，可產(chǎn)生直徑2～3mm的小氣泡。為使實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單易行，氣源直接使用瓶裝氧氣，經(jīng)減壓后送至XY型臭氧發(fā)生器。在氧氣流量控制在0.6m3/h，發(fā)生器的次級(jí)高壓控制在13.5kV時(shí)，臭氧的小時(shí)發(fā)生量約為10g。臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧化氣（每升氣體中臭氧含量為17mg左右）進(jìn)入反應(yīng)槽底部，由微孔陶棒釋放，與廢水接觸并進(jìn)行氧化反應(yīng)。臭氧化氣在反應(yīng)槽內(nèi)湍動(dòng)并擴(kuò)散至頂部排出尾氣。污水從反應(yīng)槽底部的側(cè)向流入，經(jīng)氧化后從上部的另一側(cè)向流出。
    3、試驗(yàn)與結(jié)果討論
    GBC棗紅基染料的印染廢水。原水pH的值為11.3，CODcr為1376mg/L的紅棕色且有較強(qiáng)異味的廢水。GBC棗紅基染料屬直接染料(direct dyes)，溶于水呈酒紅色，溶于乙醇呈品紅色，溶于濃硫酸呈蘭色，稀釋則產(chǎn)生醬紅色沉淀。在其水溶液中加濃    NaOH溶液時(shí)產(chǎn)生橙棕色沉淀。主要用于染棉麻、蠶絲和粘膠纖維及棉毛混紡制品。該染料是由聯(lián)苯胺經(jīng)重氮化后，先與1－奈胺－4－磺酸偶合，再與γ酸偶合而制得。
    印染廢水進(jìn)水pH為11.3，CODcr值1376mg/L的深紅色有異味的廢水，經(jīng)30min臭氧氧化反應(yīng)處理后，基本變成無色無味的中性水，出水的CODcr值440mg/L，去除率68%，印染廢水的脫色率92%。
    上述印染廢水在單位體積（L）中的投加臭氧量（mg）與CODcr的降解量及去除率（%）的關(guān)系見圖2。單位體積（L）中的投加臭氧量（mg）與色度及脫色率（%）的關(guān)系見圖3。
    圖2 單位體積中投加臭氧量與CODcr的降解量及去除率(%)的關(guān)系
    圖3 單位體積中投加臭氧量與色度及脫色率(%)的關(guān)系
      將O3通入順流式微孔擴(kuò)散反應(yīng)槽，擴(kuò)散至受試廢水中。這種裝置傳質(zhì)系數(shù)大，反應(yīng)槽內(nèi)湍流狀態(tài)強(qiáng)，同時(shí)柱狀的反應(yīng)槽使氣液兩相又有較充分的接觸時(shí)間，保證了氧化反應(yīng)的程度。用恒定的O3濃度(每升氣體中臭氧含量為17mg)處理恒定體積(2L)的印染廢水，氧化反應(yīng)的接觸時(shí)間分別取5min,10min,15min,20min,30min,60min,試驗(yàn)結(jié)果見表1。
    表1 不同接觸時(shí)間下臭氧處理印染廢水的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
    反應(yīng)接觸時(shí)間(min)    臭氧耗量(mg/L)    pH    CODcr(mg/L)    CODcr去除率(%)    色度(稀釋法)    脫色度(%)
    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
    從圖2中臭氧耗量和CODcr的關(guān)系曲線得到臭氧耗量在0-1667mg區(qū)間時(shí)曲線較陡直，氧化效率較高，CODcr的去除率上升很快。此時(shí)去除1mgCODcr平均消耗1.9mg臭氧；當(dāng)臭氧耗量超過1667mg后，曲線趨向平緩，去除CODcr所消耗的臭氧明顯增加，臭氧耗量在1700—5000mg區(qū)間時(shí)去除1mgCODcr平均消耗陡增為33mg臭氧。同樣可以在圖3中臭氧耗量與色度的關(guān)系曲線得到：臭氧耗量在0—1700mg區(qū)間時(shí)曲線較陡直，去除色度較快，脫色率較高；當(dāng)臭氧耗量超過1700mg后，曲線趨向平緩，去除色度所消耗的臭氧明顯增加。
    4 結(jié)論
       通過上述試驗(yàn)結(jié)果，可以得出以下結(jié)論：臭氧對(duì)印染廢水有良好的脫色和降解CODcr的效果，對(duì)含有GBC棗紅基染料的印染廢水的脫色率達(dá)94%，CODcr的去除率72%，出水的 pH趨于中性。