催化氧化法处理染料废水苏宏

第i期化工环保催化氧化法处理染料废水染料工业产品品种繁多,废水的化学组份复杂,处理难度较大。本文提出的催化氧化法处理染料废水,用实际废水进行实验的结果表明:在最佳条件下,COD去除率为86.3%,色度去除率达98.7%,处理后废水清澈透明,可以再利用。方法的工艺,设备简单,占地少,效率高,适于在中小企业中推广应用。1.实验步骤及装置从多种活性炭中筛选出QJ一20型球型水处理用活性炭(比表面积900厘米2/克“BET”、总孔容积为。.90厘米“/克、粒径2毫米、流化性能好),作为吸附剂和氧化反应载体。将25克活性炭浸泡在原水中使之饱和后放入反应器中做为载体,加水样150毫升。选氧化剂(30%NaCIO3溶液)用量、催化剂(5%v刀。溶液)用量、pH、鼓入空气量(200升/小时x时间)等影响因素,采用L,(34)正交表进行实验设计,找出最佳操作条件。试验装置见图1。去除率按下式计算:脱色率~原液稀释倍数一处理后浓稀释倍数原液稀释倍数火100%CODc,去除率“原液COD含量一处理后液COD含量原液cOD含量大100%3.实验结果废水取自吉林市第三化工厂的综合废水,该厂生产染料品种有直接黑卜3BG、活性艳红x一3B、酸性橙亚、酸性大红3R、酸性黑ATT以及邻、对硝基甲苯胺、间苯二胺等染料中间体,每天平均产生废水620吨左右。每小时取样1次每次2升,取24小时共48升做为实验用综合水样,水质色度300倍,CODe:892毫克/升、pHs.5。按选定的影响因素进行正交实验,结果见下表和图2。结果表明,催化氧化法的脱色效果很好,脱色率大都在95%以上;因此,在选定最佳操作条件时主要考虑CODc「的去除率。根据极璧t,与.0厂/一一。匕一加朋别70ē要à哥迷带反应吸调节阀氧化封义毫升)02瓜r翔时间4瑞阳渊划七荆诊毫升、空气泵过滤器流虽计缓冲瓶三通阀图1催化氧化法处理染料废水装置图2催化氧化法处理染料废水正交实验分析结果O为色度去除率;O为COD已r去除率。2.测定和计算方法用稀释法测定色度;重铬酸钾法测定COD;PH牙2型酸度计测定pH。色度和COD差分析,主要影响因素为pH、氧化剂用量,其次是鼓入空气量和催化剂用量。根据正交实验结果并考虑实际运行费用,选定最佳操作条件为:氧化剂1毫升、.58-_化工环保.1991年熟龚_催化氧化法处理染料废水正交实验结果序号氧化剂(毫月·)鼓气时间(分)催化剂(毫升)(倍)脱色率(%)CODer(毫克/升)}去除率}(%):{::::;11。07。011。03,011。0:::1。00l。000。250。500。501。00O。25801015l525】0l5l0573。396.795。095,09]。7匀6。795。096。798。3忿83。5J78。2194。6229。3273。4182。4192。315刁。3J29。256.080。078。274。369。379。578。482。7肠。50nnù八”nnù1000价`noIn勺口乙-,山nJ一óù勺尸匀nunU八11口片ó勺ùb..…,…nCn-rx2-2232刁86759一一—~—一一-一一一一一一一~-一一-一一-一-~.一一一一--一一.~~,.户.,.~.,..~注鼓入空气流量为200升/小时。鼓入空气量200升/小时xo.5小时、pH7、催化剂0.5毫升。在此条件下处理实际染料废水,色度去除率达98.7%,COD去除率为86.3%。染料废水处理前、后的紫外一可见光谱如图3所示。橱嗽鲁处理后水700600门山.~~~.山.,..-帕,~-~50()100300200波长(纳米)图3染料废水经催化氧化处理前、后象外-可见光谱4.问题讨论(1)本方法以表面积和孔容积较大的球型活性炭为流化床的载体。反应初期,由于活性炭的吸附作用,将废水中的有机物富集,同时也富集了加入的催化剂和氧化剂,使它们在活性炭表面和孔隙中的浓度远高于废水中的浓度,有利于提高化学反应速度。在氧化分解的同时活性炭也得到再生。由于富集、浓缩、催化、氧化的协同作用,提高了处理效率,减少了试剂投加量。载体经长期使用不需再生,延长了运行周期,提高了处理效率,降低了处理成本。(2)本方法用少量的催化剂和氧化剂引发化学反应,然后以大量的空气氧化染料废水。除去人工费用,处理成本约1.5元/吨废水左右,且所需设备少,占地面积小,突出的优点是能有效地处理难生物降解的染料废水。(3)废水不经任何预处理直接催化氧化处理时,负荷较大,建议工业化流程采用混凝预处理后,再进行催化氧化处理。(4)采用流化床处理率高,净化效果好,活性炭不需再生,但破损较严重,小试中炭耗为0.J25克/公斤废水,因而需进一步寻求强度高、比表面大的载体。(吉林化工学院苏宏满春生)