催化臭氧過硫酸鹽耦合高級氧化處理高濃度丙烯腈廢水.pdf

1、丙烯腈廢水由于其含有腈類化合物和含氮雜環(huán)類物質導致其生物毒性大、有機物含量高、生物降解性差，對周邊環(huán)境造成嚴重危害。傳統(tǒng)的生化處理工藝對丙烯腈廢水處理效果不佳。撫順石化腈綸廠污水處理廠主要污染源為高濃度丙烯腈廢水，現(xiàn)有的混合廢水二級生化處理工藝出水仍然含有較高濃度的有機氮，造成排水總氮超出污水排放標準。本論文提出以催化臭氧耦合過硫酸鹽高級氧化工藝對高濃度丙烯腈廢水進行預處理。利用高濃度丙烯腈廢水自身熱量對過硫酸鹽進行熱活化，產(chǎn)生過硫酸根

2、自由基；同時催化臭氧氧化產(chǎn)生羥基自由基；通過耦合高級氧化工藝將高濃度丙烯腈廢水中難降解有機物降解成小分子有機物、二氧化碳和水，提高其可生化性，同時去除有機氮與總氮，可極大提升后續(xù)生化系統(tǒng)處理效率。為此進行了如下研究工作：
　?。?）通過實驗室小試實驗，分別考察了臭氧濃度、過硫酸鹽投加量、pH等反應因素對催化臭氧氧化和過硫酸鹽氧化的影響，進而驗證了兩種高級氧化工藝耦合的可行性。實驗結果表明，在催化臭氧氧化單因素實驗過程中，隨著臭氧濃

3、度由20 mg/L提高到60 mg/L，催化臭氧氧化對污染物的去除率提高了180%；而在過硫酸鈉氧化實驗中，在一定范圍內隨溫度和PS投加量增大，COD和有機氮的去除都呈上升趨勢。反應時間240 min時，催化臭氧氧化耦合過硫酸鹽工藝對COD和有機氮的去除率最高分別達到47.3%與33.6%；同時B/C比值從0.09提高到0.35。耦合高級氧化進出水GC/MS分析結果表明，水中腈類和含氮雜環(huán)類污染物明顯減少。由此可見，該耦合工藝對降低 C

4、OD、有機氮與總氮，提高廢水可生化性效果明顯。
　?。?）在實驗室小試研究的基礎上，進行了現(xiàn)場中試放大實驗。利用 Box-Behnken中心組合設計原理和Design-Expert8.0軟件對中試實驗方案進行設計，通過對實驗結果的響應面分析優(yōu)化工藝參數(shù)。在考慮處理成本的前提下，中試最佳的運行條件為pH為8.9，臭氧投加量為1 kg/m3，過硫酸鈉的投加量為0.8 kg/m3，此時COD與TN的去除率分別為40.7%與26.1%，B