某嗎啉甲胺廢水 光化學(xué)氧化技術(shù)小試實(shí)驗(yàn)報(bào)告

本次收到廢水為膜過(guò)濾前廢水，主要污染物為嗎啉、甲胺，廢水?dāng)?shù)據(jù)詳見(jiàn)下表：

針對(duì)來(lái)水檢測(cè)數(shù)據(jù)如下：

從檢測(cè)數(shù)據(jù)上看，實(shí)際收到的水樣的COD與客戶預(yù)計(jì)的水樣有一定的差距，有可能受檢測(cè)方法或檢測(cè)設(shè)備的影響。

2.處理目標(biāo)：

（1）降解COD，實(shí)現(xiàn)出水COD＜5000 mg/L的目標(biāo)；

（2）提高可生化性，后續(xù)進(jìn)入生化處理；

（3）尋找最佳投資點(diǎn)。

二、設(shè)計(jì)處理工藝

1. 高級(jí)氧化技術(shù)介紹

典型工業(yè)廢水（如醫(yī)藥、化工、印染等）常具有有機(jī)物含量高、成分復(fù)雜、鹽含量高、可生化性差等特點(diǎn)，因此常規(guī)的生化工藝很難對(duì)其中的有機(jī)物進(jìn)行有效處理。如圖1所示，高級(jí)氧化技術(shù)是在臭氧、紫外等單一氧化法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型化學(xué)氧化技術(shù)，其作用機(jī)理是利用原位產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性自由基或活性基團(tuán)，如最常見(jiàn)的羥基自由基（·OH），與有機(jī)物發(fā)生化學(xué)氧化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)其斷鍵或降解，可將其直接礦化或氧化提高廢水的可生化性。

高級(jí)氧化技術(shù)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的處理廢水中難降解有機(jī)污染物的新技術(shù)。根據(jù)所用氧化劑及催化條件的不同，常見(jiàn)的高級(jí)氧化技術(shù)有以下幾類(lèi)：Fenton氧化、紫外光催化、催化臭氧氧化、濕式氧化、超臨界水氧化、電化學(xué)氧化等。由于高級(jí)氧化技術(shù)具有反應(yīng)快速、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，引起世界各國(guó)廣大專(zhuān)家、學(xué)者及工程設(shè)備研究人員的重視，并相繼開(kāi)發(fā)了多種處理工藝和設(shè)備，使高級(jí)氧化系統(tǒng)展現(xiàn)出一定的生命力和競(jìng)爭(zhēng)力。

圖1高級(jí)氧化技術(shù)原理示意圖

2. 光化學(xué)氧化技術(shù)

（1）技術(shù)介紹

在紫外線激發(fā)下，H₂O₂可產(chǎn)生具有很強(qiáng)氧化性的羥基自由基，可將有機(jī)污染物最終礦化為CO₂和H₂O，其中間產(chǎn)物具有較多含氧官能團(tuán)，可有效提高廢水的可生化性。

（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高級(jí)氧化工藝，反應(yīng)效率較高，無(wú)副產(chǎn)物（如污泥等）產(chǎn)生，減少了二次處理的費(fèi)用；高級(jí)氧化系統(tǒng)占地面積小，減小了土建投資費(fèi)用；UV光化學(xué)系統(tǒng)及催化劑投加系統(tǒng)均可根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，一定程度上降低了設(shè)備的運(yùn)行成本。

三、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及描述

1.試驗(yàn)方法

（1）本次實(shí)驗(yàn)為內(nèi)循環(huán)試驗(yàn)。

（2）測(cè)試過(guò)程中由于水樣COD超過(guò)測(cè)試量程，故對(duì)水樣稀釋100倍進(jìn)行COD測(cè)試處理。

 2.光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程圖

圖2  調(diào)整pH≈3條件下光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程圖

3.數(shù)據(jù)分析

表1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中COD數(shù)據(jù)對(duì)比分析及過(guò)程PH、電導(dǎo)率變化

 圖3 調(diào)整pH≈3條件下COD去除效果圖

結(jié)合表1和圖3可以看出，原水經(jīng)調(diào)整pH至3左右，水樣經(jīng)過(guò)光化學(xué)氧化反應(yīng)后COD的濃度有明顯降低。在反應(yīng)到16小時(shí)后，COD濃度已由18510 mg/L降至4666 mg/L，去除率可達(dá)74.79%，滿足出水COD＜5000 mg/L的目標(biāo)要求。綜合以上數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，光化學(xué)氧化反應(yīng)對(duì)該水樣中有機(jī)污染物具有明顯的去除效果，可有效加速難降解有機(jī)物的分解和礦化，實(shí)現(xiàn)出水指標(biāo)要求。

4.結(jié)論
      1) 原水經(jīng)pH調(diào)整至3左右，光化學(xué)氧化技術(shù)小試實(shí)驗(yàn)進(jìn)行16小時(shí)后，COD濃度已由18510 mg/L降至4666 mg/L，去除率可達(dá)74.79%，滿足出水COD＜5000 mg/L的目標(biāo)要求。表明光化學(xué)氧化技術(shù)對(duì)嗎啉甲胺廢水中有機(jī)物具有較好的去除效果。

2) 按照目前小試條件試驗(yàn)，在調(diào)整pH條件下，直接運(yùn)行成本約95.99元/噸水，詳細(xì)情況如下：

四、下一步實(shí)驗(yàn)及工藝設(shè)計(jì)建議

本小試實(shí)驗(yàn)結(jié)果能證明該水樣采用光化學(xué)氧化技術(shù)實(shí)現(xiàn)COD處理目標(biāo)的可行性。下一步可以通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，尋找化學(xué)氧化技術(shù)的最佳條件，進(jìn)一步確定噸水運(yùn)行成本。若條件允許，可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)中試實(shí)驗(yàn)，從而為工藝設(shè)計(jì)提供充分依據(jù)。