臭氧電催化氧化工藝處理反滲透高鹽濃水的研究及應用

     近年來隨著社會發展及環保意識的提高,很多地區不僅關注廢水的達標排放,還要求企業更大限度地回用廢水,減輕對環境的污染。煤化工等行業的反滲透高鹽濃水中的難降解有機物不利于后續的鹽結晶分質回收,嚴重影響了企業項目的運行。

本論文中反滲透高鹽濃水的COD為750～800 mg/L,電導率為27.0～28.0 mS/cm,pH值為7.0～7.5,應企業要求,處理后的高鹽濃水COD去除率達到60%以上,單位噸水能耗小于10 kW·h。通過研究臭氧電催化氧化工藝,滿足企業對反滲透高鹽濃水處理要求,也為其他類似廢水的處理提供數據支撐。

分別采用電催化氧化法和臭氧氧化法對某煤化工焦化廠反滲透高鹽濃水進行了小試實驗處理,通過對比廢水的COD(化學需氧量)去除率、pH、CON(電導率)、單位噸水能耗以及單位千克COD能耗的變化情況,利用單因素的實驗優化了電催化氧化和臭氧氧化的工藝參數,同時確定了臭氧氧化法和電催化氧化法的更佳組合方式為臭氧-電催化氧化串聯的方式。

臭氧-電催化氧化法確定的更優參數為:反應時間為60 min(臭氧反應30 min,電催化反應30 min),臭氧氣態流量為0.1 L/min,臭氧氣態濃度為32.0 mg/L,采用多電極體系,選用陽極材質為釕銥電極,陰極材質為鈦電極,電流密度為5 mA/cm2,電極間距為1 cm。廢水經過臭氧-電催化氧化工藝處理后,更終的COD去除率為67.6%。

臭氧-電催化氧化處理對應的單位噸水處理能耗為6.4 kW·h,對應的單位千克COD處理能耗為16.1 kW-h。根據小試實驗優化的參數進行中試,設計了中試系統流程“原水桶—臭氧氧化反應器—中間水桶—電催化反應器—出水桶”以及制作了電催化反應器和臭氧反應器等,采用臭氧-電催化氧化的方式處理廢水。

中試進水為某工廠焦化廢水零排放車間二級反滲透高鹽濃水,COD為750.0 mg/L,電導率為24.7 mS/cm,pH值為7.5,處理規模為2.4 m3/d,反應器連續運行9 h,更終COD的去除率為68.6%,臭氧-電催化氧化處理對應的單位噸水能耗為7.9 kW·h,單位千克COD處理能耗為18.5 kW·h。因此達到企業要求,具有一定的經濟和技術可行性。

作者：張占勛;臭氧電催化氧化工藝處理反滲透高鹽濃水的研究及應用[D];北京林業大學;2019年

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