高浓度有机废水处理试验总结

高浓度有机废水处理试验总结内容摘要：

= Cl+ O2 H2O2 H2O2+ 2H++2e=2 H2O O3 O3+2H++2e= H2O+ O2 OH OH+ H++2 e= H2O F2 F2(g)+ 2H++2e=2HF 羟基自由基产生的方法有很多种，比较常用的是 Fenton 试剂，即利用下述反应产 生 OH，在 pH≤ 时， OH 自由基生成速率最大。 Fe2++H2O2→ Fe3++ OH+OH Fe2++ OH→ Fe3++ OH Fe3++ H2O2→ Fe2++ H2O+H+ H2O+ H2O2→ O2+ H2O+ OH 此外， UV（紫外光） / H2O UV/O UV/ H2O2/O UV/TiO2 光催化氧化系统，高温（ 150～ 350℃）高压（ ～ 20Mpa）下的湿式氧化，超临界水氧化，超声波等技术，均会产生 OH 自由基。 这些方法其设备或运行费用都很高，一般企业都难以接受。 本项目是研究以电能作激发能（脉冲电源），以无机物作引发，利用空气中 O2，通过下述的化学反应机制生成初生态的 H2O2，再进一步分解生成羟基自由基（ OH） （ 1） H2O2 的生成： O2＋ e－ ? ?O2－ （ 1） ?O2－＋ H＋ ? HO2? （ 2） ?O2－ ＋ HO2?? O2＋ HO2－ （ 4） 2 HO2? ? H2O2 ＋ O2 （ 3） HO2－ ＋ H＋ ? H2O2 （ 5） （ 2） ?OH 的生成： H2O2＋ e－ ? OH－＋ ?OH （ 6） 或 H2O2＋ Fe2＋ ? Fe3＋＋ OH－＋ ?OH （ 7） 由于 ?OH 自由基的寿命很短，不能直接测出其自旋捕获电子顺磁共振（ ESR）信号。 5,5二甲基 1吡咯啉 氮 氧化物（ DMPO）是常用的 OH 自由基捕获剂，它与 OH 自由基作用生成自旋加合物氮氧自由基 DMPOOH，其反应如下： DMPOOH 的 ESR 谱图为 4重峰 ，（如图 所示）中间两重峰高，边上两重峰低。 其强度比为 1： 2： 2： 1， g值（自由基张量）为。 利用 Fenton试剂（ H2O2+FeSO4）找到最佳检测条件：中心磁场 3360G，调制辐度 100，功率10mW，时间常数 ，放大倍数 1000，捕获时间 37mim，捕获浓度 103～ 103mol/L，在实验装置反应后 10min，立即取样在上述条件下检测。 图 复合床 DMPO— OH 的 ESR 谱图 经检测在各种不同反应条件下的初生态 H2O2 的浓度（如表 所示），并通过上述 ESR 法证实了 OH 的存在。 提出了这种 OH 自由基产生的方法实践证明具有设备简单，投资省，效果稳定可靠，运行费用低，易于推广应用等优点。 氧化絮凝复合床（ OxidoFloculation Reactor，简称 OFR）即是产生 OH自由基的三维电极装置。 其作用原理是：根据废水中需要去除的污染物的种类和性质，在两个主电极之间充填高效、无毒而廉价的颗粒状专用材料，催化剂及一些辅助剂，组成去除某种或某一类污染物最佳复合填充材料作为粒子电极。 将这些材料装填于结构为方形或圆形的复合 装置时，在一定的操作条件下，装置内便会产生一定数量的具极强氧化性能的羟基自由基（ OH）和新生态的混凝剂。 这样废水中的污染物便会发生诸如催化氧化分解、混凝、吸附等作用，使废水中的有机污染物迅速被去除。 表 不同空气压力和处理时间对 H2O2 生成量的影响 t/min Pa/MPa 0 5 10 15 30 t/min Pa/MPa 0 5 10 15 30 影响本技术处理工业有机废水的主要物理化学因素为：颗粒电极材料的组分、结构、有机污染物的种类、浓度、 pH 值、主电极距离、电压、空气流量等，其中以颗粒电极的组分、结构影响最大。 羟基自由基（ OH）的应用： 由于羟基自由基具有极强的氧化性，本技术用于处理工业有机废水具有广谱性、快速、稳定、可靠、污泥量极少、占地面积少、运转费用低等优点，是一种清洁的水处理技术。 工业使用电源为脉冲直流电源，一般使用的电压≤ 40V，处理时间为 30 分钟，电流则由废水电导率的大小所决定。 本技术已成功用于处理印染、化工、皮革、线路板、垃圾渗滤液、喷漆、制药等多个行业的高浓度工业废水。 研究结果表明，本项成果适用于多种工业有机废水的处理，尤其适用于高浓度有机废水的预处理及经生化后难于达到排放标准的深度处理，达到稳定达标排放的目的。 由于羟基自由基具有极强的氧化性，有机污染物往往会被直接矿化为 CO2 和 H2O，所以本技术用于处理废水具有广谱性、快速、稳定、可靠、污泥量很少、运转费用低等优点，符合清洁水处理技术的要求。 氧化絮凝复合床处理高浓度有机废水实验情况简述： OFR 技术处理高浓度有机废水实验室研究结果： 2020 年 5月至 7月，中山大学环境工程有限公司和珠海九通水务有限公司根据丽珠合成制药有限公司提供五种不同类型的制药废水开展了废水处理实验室试验。 试验采用二级 OFR 处理流程，每级 OFR 装置处理时间为３０ min。 每次所测的 CODcr 值均为加 Al3+盐沉淀后的取上清液测得数据。 以下为采用 OFR 装置处理各废水所得到的实验数据： 表 五种不同类型废水的实验数据 废水名称 三水酸废液 呋辛废液 曲松废液 他啶废液 综合废液 PH 值 5－ 6 56 56 1012 45 原水 CODcr 10400 129432 143546 74010 35026 一级 OFR 处理后 CODcr 平均值 (mg/L) 5897.8 594 615 434 212 平均去除率（％） 43% 54% 57% 41% 39% 二级 OFR 处理后 CODcr 平均值 (mg/L) 4022 49225 32399 28930 11144 平均去除率（％） 32% 17% 47% 33% 48% 总去除率（％） 61% 61% 77% 60% 68% 说明： 一级 OFR 处理后 CODcr 值为五次实验平均值； 二级 OFR 处理后 CODcr 值为四次实验平均值。 OFR 技术处理高浓度有机废水现场验证试验结果： 2020 年 7月 18 日，中山大学环境工程有限公司和珠海九通水务有限公司在珠海丽珠合成制药有限公司进行了 OFR 现场验证实验，试验采用二级 OFR 处理再进行絮凝沉淀工艺，在预先准备好的试验槽中进行。 本次验证试验采用总综合废水和头孢曲松钠综合废水进行试验。 试验结果如下： 表 现场验证试验结果 名称 曲松综合废水 全厂综合废水 色泽 PH值 COD值 色泽 PH值 COD值 原废水 深红 3.8 185186 棕红 4.5 46602 第一步处理出水 深红 8.0 70371 黄 8.0 27777 第二步处理出水 棕红 7.8 38889 淡黄 8.0 12593 头孢曲松钠综合废水处理试验结果： 原液 COD 值 185186mg/l，经第一级 OFR 处理后 COD 值降到 70371mg/l，去除率 %，经第二级 OFR 处理后 COD 值降到 38889mg/l，去除率 %，合计总去除率 %。 全厂综合废水处理试验结果： 原液 COD 值 46602mg/l，经第一级 OFR 处理后 COD 值降到 27777mg/l，去除率 %，经第二级 OFR 处理后 COD 值降到 12593mg/l，去除率 %，合计总去除率 %。 4. 废水厌氧可生化性试验 试验装置与方法 试验装置 反应瓶 试验装置如图 所示，反应瓶采用 500ml 锥形瓶，厌氧消化液总体积400ml(消化污泥＋料液 )，反应温度控制在 35177。 2℃，气体产气量采用排水法测量。 水浴锅 排水瓶 量筒 图 废水厌氧可生化性试验装置 废水水质 表 丽珠合成制药有限公司高浓度废水原液水质情况 废。