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1、２０１４年９月广西师范学院学报:自然科学版Sep．２０１４第３１卷第３期JournalofGuangxiTeachersEducationUniversity:NaturalScienceEditionVol．３１No．３文章编号:１００２Ｇ８７４３(２０１４)０４Ｇ００５３Ｇ０４臭氧射流曝气工艺深度处理活性染料废水的研究翟树达,甘宝鹏,张东曙(上海世渊环保科技有限公司,上海２０００９２)摘要:采用臭氧对活性染料废水生化处理出水进行脱色深度处理,对比考察了臭氧射流曝气工艺和传统微孔曝气臭氧氧化工艺的处理效果.结果表明,臭氧射流曝气工艺对废水COD、色度、氨氮的去
2、除率分别为５１％、９７％和７１％,相对使用传统微孔曝气臭氧氧化工艺,臭氧射流曝气工艺具有停留时间短,能耗低,臭氧利用率高等优势,是一种非常适合染料废水深度处理的工艺.关键词:臭氧;深度处理;射流曝气;染料废水中图分类号:X７０３文献标识码:A活性染料生产废水具有污染物浓度高、色度高、无机盐含量高、成分复杂、生物毒性大等特点,传统[１]方法的处理效果不理想,出水的色度、COD仍较高,难以达标排放,因而需要对生化处理出水进一步深度处理.在众多的深度处理技术中,臭氧氧化法具有高效、无二次污染等优点,对于含亲水性染料的废水,臭[２]氧氧化法能有效降低溶液的色度,破坏酚类
3、化合物并能部分降低化学需氧量.臭氧射流曝气工艺将臭氧氧化与HCR工艺相结合,将HCR工艺高速射流曝气、物相强化传递、深井曝气等优势利用于臭氧氧化,克服了传统微孔曝气方式的反应器存在的臭氧利用率低、能耗大、氧化效率不高、运行成本高等缺陷,是一种新型的臭氧氧化工艺.本文就臭氧射流曝气工艺及传统微孔曝气工艺对活性染料废水生化处理出水深度处理效果进行对比考察.１材料和方法１．１废水水质试验采用废水为上海某染料化工企业生产废水经MBR生化处理后的出水,COD３２２mg/L,色度１０００倍,pH７．２,氨氮３９．６mg/L.１．２试验装置与方法试验分为试验组(臭氧射流曝气工
4、艺)和对照组(微孔曝气工艺)两组进行.试验组试验装置如图１所示,臭氧发生器功率１kW,采用空气源,臭氧产量为１０g/h,臭氧从射流器吸气口进入反应器;臭氧射流曝气反应器为圆柱形,有效水深２m,有效容积１５００L,循环泵功率０．２５kW.对照组试验装置如图２图１试验组实验装置所示,反应器采用圆柱形,反应器有效水深、有效容收稿日期:２０１４Ｇ０７Ｇ１８第一作者:翟树达(１９８６－),男,伊川人,上海世渊环保科技有限公司工程师??５４?广西师范学院学报:自然科学版第３１卷积、臭氧发生器均与试验组相同,臭氧通过底部的陶瓷微孔扩散器进入反应器.试验开始前将两组反应器内均注
5、满废水,开启循环泵和臭氧发生器,每隔６０分钟试验组和对照组分别取样分析pH值、色度、COD和NH３－N.１．３分析方法分析项目测定方法CODcr重铬酸钾法色度稀释倍数法NH３－N纳氏试剂分光光度法pH玻璃电极法图２对照组试验装置２结果与讨论２．１两种工艺对废水COD的去除效果两种工艺对废水COD的去除效果如图３所示.两种工艺COD去除率随时间的变化如图４所示.由图３可见:随着反应时间的延长,废水COD浓度逐渐降低;１０小时之后,实验组COD浓度趋于平稳,此时COD去除率为５１％.同时可看出采用HCR射流曝气工艺的实验组COD去除速率明显高于采用传统曝气工艺的对照
6、组,这是由于HCR工艺融合了高速射流掺气[３]技术及物相强化传递技术,从而加快了气液两相的传图３两种工艺对废水COD的去除效果质速率,提高了臭氧的利用率,去除单位COD所需臭氧量从３．９５(mgO３/mgCOD,对照组)降低到２．７８(mgO/mgCOD,实验组),COD达到５０％去除率所需３反应时间减少４小时(见图４).虽然实验组较对照组增加一台０．２５kw的循环泵,但总体能耗却降低了１１％.２．２工艺对色度的去除效果与pH变化两种工艺对色度的去除效果见图５.由图５可以看出:色度随着反应时间的增加明显下降,即臭氧对色度的去除作用和臭氧用量成正相关,臭氧量越多,
7、反应时间越长,去除率越高.反应５h时实验组色度为３２倍,去除率９７％,对照组色度为１６０倍,去图４两种工艺COD去除率随时间的变化除率８４％,说明同样臭氧通气量下,射流曝气工艺对臭氧利用率高于传统微孔曝气工艺.废水颜色经由橙红色变为橙色、黄色和淡黄色,最终逐渐消失,脱色的原因为臭氧能将染料发色基团中的不饱和键断裂．生成分子量小且无色的有机酸、醛等,达到脱色和降解有机物的目的,同时有机酸[４]的生成使得反应过程中pH值呈下降趋势.pH的变化如图６所示:随着反应时间的进行,两组废水的pH逐渐降低.第３期翟树达,等:臭氧射流曝气工艺深度处理活性染料废水的研究?５５?图
8、５两种工艺对废水色度的去
