臭氧多相催化氧化提高二級(jí)出水可生化性研究

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1、臭氧多相催化氧化提高二級(jí)出水可生化性研究環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊http://hjkxdk.yies.org.cn2011,30(2)CN53—1205/XISSN1673—9655臭氧多相催化氧化提高二級(jí)出水可生化性研究林玉姣,張彤炬(上海廣聯(lián)建設(shè)發(fā)展股份有限公司,上海200438)摘要:以活性炭作為載體,金屬氧化物CuO—MnO:作為催化活性組分,對臭氧催化氧化污水廠二級(jí)出水進(jìn)行了催化劑配比實(shí)驗(yàn)對比,并通過調(diào)節(jié)臭氧投加時(shí)間控制臭氧的投加量.結(jié)果表明,在催化劑活性組元cu(NO3)2:Mn(NO3)2體積配比3:1,投加量5g/L,臭氧

2、投加量6mg/L,接觸時(shí)間5min的條件下,可明顯提高二級(jí)出水的可生化性.關(guān)鍵詞:臭氧催化氧化;二級(jí)出水;催化活性組分中圖分類號(hào):X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào)-1673—9655(2011)02—0067—03某市90%以上的污水通過城市河流最終匯入滇池,由于污染物的排入,滇池已經(jīng)成為水體富營養(yǎng)化最嚴(yán)重的湖泊之一.為了控制滇池水質(zhì)惡化程度,改善水體的富營養(yǎng)化狀況,城市污水處理廠的氮磷污染排放控制非常重要.城市污水二級(jí)生物處理技術(shù)不能根除氮磷對滇池水體的危害,而深度處理的脫氮脫磷技術(shù)往往需要補(bǔ)充碳源.目前部分污水處理廠采用補(bǔ)充

3、外加碳源來去除水中氮,成本較高.因此充分利用污水中本身含有的碳源去除總氮,節(jié)約成本,具有十分重要的意義.城市二級(jí)出水的有機(jī)污染物已屬難降解的有機(jī)物,二級(jí)出水中含有氮,磷,懸浮物等污染物,常規(guī)的物理,化學(xué)或生物處理均難有較好的去除效果.臭氧與生物處理聯(lián)用可提高對難降解有機(jī)物的去除效果,臭氧預(yù)氧化提高有機(jī)物的生化性,通過后續(xù)生物處理工藝去除難降解有機(jī)物l1J.臭氧多相催化氧化法利用固體催化劑在常壓下產(chǎn)生更多的有強(qiáng)氧化能力的中問產(chǎn)物(如羥基自由基,?OH)加速液相(或氣相)的氧化反應(yīng),使有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)從復(fù)雜轉(zhuǎn)化為簡單,從而達(dá)到了增加

4、廢水可生化性的目的.催化劑以固態(tài)存在,易于與水分離,二次污染少,簡化了處理流程.1實(shí)驗(yàn)部分1.1實(shí)驗(yàn)裝置與材料實(shí)驗(yàn)裝置由臭氧發(fā)生系統(tǒng),接觸反應(yīng)器和臭氧尾氣吸收裝置組成.通過臭氧發(fā)生器制備0.接觸反應(yīng)柱有效容積為7L,反應(yīng)器中填充自制金屬氧化物催化劑,底部裝有石英砂微孑L曝氣頭,過剩收稿13期:2010—12—20作者簡介:林玉姣(1982一),女,山東煙臺(tái)人,助理工程師.的臭氧被碘化鉀吸收,通過控制氧氣流量來控制產(chǎn)生的臭氧量,臭氧氣體流速為1L/min,濃度為38mg/L.催化劑采用活性炭負(fù)載雙金屬氧化劑(二氧化錳+氧化銅).

5、廠.匡氣排放O3反應(yīng)器圖1臭氧試驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)通過對城市第三污水處理廠沉淀池出水進(jìn)行臭氧催化氧化,考察臭氧催化氧化對二級(jí)出水有機(jī)物可生化性的提高作用.1.2分析方法0濃度用碘量法測定;COD重鉻酸鉀法測定;BOD采用接種稀釋法.2結(jié)果與討論2.1催化劑的配比問題臭氧分解催化劑一般采用貴金屬(如:鈀,鉑)或過渡元素金屬氧化物(如:Mn,Cu的氧化一67—環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊http://hjkxdk.yies.org.en第30卷第2期2011年4月物)作為活性組分,載體則采用一A1O,TiO,SiO,分子篩,活性炭或以上幾種的復(fù)合成分.由

6、于貴金屬的高昂價(jià)格限制了其應(yīng)用,所以以低價(jià)金屬氧化物為主的研究逐漸成為主流.Oyama等在AI:O.載體的臭氧分解研究工作中得出了MnO活性最好的結(jié)論J,顧玉林等在前人研究的基礎(chǔ)上研制低成本高活性的活性炭雙負(fù)載重金屬催化劑,實(shí)驗(yàn)證明MnO一CuO催化劑催化性能最好...考察活性炭負(fù)載雙重金屬催化劑MnO,一CuO在各種配比下對臭氧的分解活性.實(shí)驗(yàn)選用前人研究中效果較好的三個(gè)不同制備條件下的MnO,一CuO催化劑分別對水中有機(jī)物可生化性的提高效果進(jìn)行對比.實(shí)驗(yàn)條件:催化劑投加5g/L,臭氧投加量為6mg/L,接觸時(shí)間為6min.

7、由圖2及圖3可以看出,1號(hào)催化劑對可生化性提高最為顯著,因此實(shí)驗(yàn)采用1號(hào)催化劑.4030J一_●20十}l-I-lOl0催f匕劑①催化劑②嘲:劑③-COD值25_320.536.9口進(jìn)水BOD53.563盤23_33●出水BOD5l2l38.248.1催化氧化前后COD,BOD5的變化/mg?L-圖2催化劑不同配比催化氧化效果催化劑②催化劑②催化劑①圖3催化劑不同配比催化氧化前后Iq/G~2.2最佳實(shí)驗(yàn)條件的選擇在臭氧催化氧化中,催化劑,臭氧的投加量以及接觸時(shí)間是重要的工藝參數(shù),分別考察催化劑投加量,臭氧的投加量以及接觸時(shí)間對

8、二級(jí)出水可生化性的影響,為了保證影響因素評(píng)價(jià)的全面,針對本試驗(yàn)的三個(gè)影響因素進(jìn)行交叉實(shí)驗(yàn).催化劑投加量選取5,10,15,20g/L4個(gè)水平,臭氧投加量選取4個(gè)水平分別為4,6,8,10mg/L,接觸時(shí)間選取4個(gè)水平分別為5,6,8,10min.一68一實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)催化劑投加量