碱渣废水（共4篇）
碱渣废水 篇1
由抚顺石油化工研究院开发的碱渣及高浓度废水高温高压湿式氧化处理技术近日在北京通过中国石化组织的技术评议。专家认为, 该工艺包的内容和设计深度能够满足《石油化工装置工艺设计包 (成套技术工艺包) 内容规定》的要求, 可据此进行工程设计并建议尽快开展工业化试验。
该处理技术通过工艺流程及控制方案优化, 实现了能量最大化回收利用;通过反应器结构优化, 提高了反应效率和系统稳定性, 大幅度减轻污水处理厂的进水负荷, 保证了现有污水处理系统的正常运转和达标排放。
据介绍, 项目组针对原油劣质化造成碱精制过程中排放的碱渣污染物浓度高、现有污水处理设施无法满足达标排放的情况, 开发了炼油废碱渣高温高压湿式氧化处理技术。小试结果表明:在一定的工业操作条件下, 废碱渣经处理后硫化物含量低于1.0mg/L, COD去除率可达80%以上, 酚去除率在99%以上, 有机氮去除率可达到95%以上, 大幅度提高了废碱渣的可生化性。
在小试基础上, 项目组又完成了碱渣及高浓度废水高温高压湿式氧化工艺和关键设备开发工作, 并按照炼化企业提供的废碱渣水质、水量及处理要求编制了炼油废碱渣高温湿式氧化处理装置工艺包。
生化法处理碱渣废水中试研究 篇2
关键词：碱渣,废水,生化处理,化学需氧量,硫化物
用碱洗工艺脱除裂解气中的硫化物时会产生硫化物浓度和化学需氧量(COD)均较高的碱渣废水[1]。中国石油兰州石化公司为70万t/a乙烯装置配套建设的2套碱渣废水处理装置均采用中压湿式氧化工艺,设计反应温度为120～150℃,设计反应压力为0.5～0.6 MPa。目前装置存在的主要问题是:(1)实际处理量小且只能达到设计能力的60%,无法满足生产需要,未处理碱渣只能填埋;(2)处理效果差,只能将污水的COD由7.27～35.00 g/L降低到6.06～31.40 g/L(下降率仅为26.53%),硫化物质量浓度由12.009～13.142 g/L降低到5.365～9.247 g/L(去除率仅为44.17%)。国内多采用西门子高温高压湿式氧化工艺处理乙烯碱渣,目前已在上海赛科石油化工有限责任公司、中国石油化工股份有限公司茂名分公司、中国石油独山子石化公司等多家企业的乙烯装置投用,缺点是:(1)一次性投资和运行成本较高;(2)处理效果欠佳,处理后污水的COD高达5 g/L,仍无法满足污水处理厂的进水水质要求;(3)操作压力较高,涉及有毒气体(硫化氢),安全风险较大。2009年7月,为开发出能高效、经济、安全、稳定地处理碱渣废水的新工艺,中国石油兰州石化公司石油化工厂与天津莱特化工有限公司合作,采用韩国SK集团开发的高效生物强化(简称QBR)技术处理乙烯碱渣废水和炼油厂液态烃碱渣废水。中试研究结果表明,处理后碱渣废水COD的下降率为98.5%,硫化物、石油类物质去除率分别为99.9%,85.3%。
1 中间试验
1.1 工艺流程
生化法处理碱渣废水中间试验工艺流程如图1所示。
按m(46万t/a乙烯装置碱渣废水)/m(24万t/a乙烯装置碱渣废水)为10∶7比例将乙烯装置碱渣废水加入到均质桶内,混合均匀后将混合碱渣废水的pH值调节到9.0～11.0。将混合碱渣废水排入QBR池进行生化处理,除去COD、硫化物等污染物后,出水排入化污系统,污泥混合液进入沉淀池进行泥水分离,沉淀下来的污泥通过回流返回到QBR池内。可直接向QBR池内加入清水,以满足QBR池内溶解性总固体(TDS,Total Dissolved Solids)质量浓度小于20 g/L要求,V(清水)/V(碱渣)为3。为使微生物的处理能力和活性均保持在高效状态,需根据处理负荷向QBR池内加入专用营养液QMM。
1.2 关键设备
p H值调节罐p H值调节罐的作用是将混合碱渣废水的pH值调节为9～11,长、宽、高分别为1 000,400,700 mm,有效容积为80 L,材质为碳钢内防腐。
隔油池平流式,长、宽、高分别为950,400,500 mm,有效容积为130 L,材质为碳钢内防腐。
QBR池池内布置有微孔曝气头,长、宽、高分别为1.5,1.0,1.6 m,有效容积为2 m3,材质为碳钢内防腐。
沉淀池直径为680 mm,高度为1.4 m,有效容积为250 L,材质为碳钢内防腐。
1.3 工艺条件
QBR工艺设计操作条件如表1所示。
1.4 水质指标
生化法处理碱渣废水中试装置设计进、出水水质指标如表2所示。
1.5 激活微生物
所用微生物为人工筛选且有针对性的高效微生物菌团,容积负荷为传统活性污泥法的10倍。将碱渣废水投入QBR池,用稀释水将碱渣废水的COD稀释到约为1.6 g/L,向QBR池中投入5 kg干菌后开始曝气。连续曝气24 h后,QBR池中溶解氧的质量浓度由7 mg/L下降到1 mg/L;曝气30 h后,QBR池中溶解氧的质量浓度由1 mg/L上升到6 mg/L,污泥为黄褐色絮状,污泥指数(SVI)达到100～150,表明微生物已被激活[2]。
2 结果与讨论
2.1 稳定运行试验
2.1.1 处理效果
在m(46万t/a乙烯装置碱渣废水)/m(24万t/a乙烯装置碱渣废水)为10∶7,处理量为312,422,412 L/d,停留时间为12 h的工艺条件下,当QBR中试装置处于稳定运行状态时,废水处理效果如表3所示。
由表3可以看出,用QBR中试装置处理进水水质变化范围较大(p H值为12.97～13.92,COD为21.4～27.0 g/L,硫化物质量浓度为10.9～24.0 g/L)的碱渣废水,COD平均下降率为97.00%,石油类、硫化物平均去除率分别可达89.50%,99.96%,处理效果甚佳。
2.1.2 药剂消耗
稳定运行期间,营养液投加泵流量较大,导致营养液投加量过大,造成不必要浪费。处理1 t碱渣废水,营养液、硫酸(H2SO4质量分数为98%)和碱液(NaOH质量分数为30%)消耗量分别为11,45,24 L。
2.2 抗冲击运行试验
2.2.1 处理效果
在混合碱渣废水处理量为450,462 L/d(为处理量的120%),停留时间为12 h的工艺条件下,高负荷下装置的废水处理效果如表4所示。
由表4可以看出,即使QBR中试装置高负荷运行,处理COD为12.189～17.420 g/L,硫化物质量浓度为5.78～13 86 g/L的混合乙烯碱渣废水,COD下降率为97.1%,石油类、硫化物去除率分别为93.7%,99.8%,处理效果依然良好。
2.2.2 药剂消耗
装置高负荷运行时,处理1 t碱渣废水,营养液、硫酸(H2SO4质量分数为98%)和碱液(NaOH质量分数为30%)消耗量分别为2,38,58 L。
2.3 乙烯-炼油混合碱渣废水的处理
2.3.1 处理效果
以m(乙烯碱渣废水)/m(炼油业液态烃碱渣废水)为15的混合碱渣废水为原材料,在处理量为480,500,440 L/d,停留时间为12 h的工艺条件下,混合碱渣废水的处理效果如表5所示。
由表5可以看出,用QBR中试装置处理乙烯-炼油混合碱渣废水,COD下降率为98.0%,石油类物质和硫化物去除率分别分94.2%,99.9%,处理效果良好。
2.3.2 药剂消耗
处理1 t乙烯-炼油混合碱渣废水,营养液、硫酸(H2SO4质量分数为98%)和碱液(NaOH质量分数为30%)消耗量分别为4,40,53 L。
2.4 用碱渣调节p H值
为降低处理成本,进行了用未处理乙烯碱渣废水代替新鲜碱液调节曝气液pH值的试验研究。
2.4.1 处理效果
碱渣代替新鲜碱液时废水的处理效果如表6所示。
2.4.2 药剂消耗
处理1 t碱渣废水,营养液、硫酸(H2SO4质量分数为98%)消耗量分别为2.6,29.2 L。营养液用量降低的原因是采用了人工间歇定量投加方式。
2.5 进出水关键性能监测结果
用QBR技术处理前后乙烯碱渣废水的pH值,COD,石油类物质及硫化物含量变化情况分别如图2至图5所示。
由图2可以看出,在25次监测范围内,只有1次出水p H值超出污水处理厂进水要求的6～9范围之外,出水p H值合格率为96%。
污水处理厂要求进水COD应小于1 g/L。由图3可以看出,采用QBR技术处理后,在监测的27次中只有1次出水COD不合格,合格率为96.3%。
污水处理厂要求进水石油类物质质量浓度应小于25 mg/L。由图4可以看出,出水石油类物质含量合格率为80%。
污水处理厂要求进水硫化物质量浓度应小于20 mg/L。由图5可以看出,出水硫化物含量合格率为84%。
2.6 处理成本
采用QBR技术处理高浓度乙烯碱渣废水,综合处理成本为70.45元/t,其中包括动力消耗成本10.65元/t,药剂消耗成本59.80元/t。
3 结束语
使用QBR技术,可使碱渣废水的pH值由1 3.4 降低到6.6,COD由20.419 g/L降低到463.5 mg/L,硫化物质量浓度由21.118 g/L降低到12.4 mg/L。
参考文献
[1]于然旺,董明会.乙烯装置废碱液处理的现状与展望[J].乙烯工业,2004,16(2):54-57.
碱渣废水 篇3
关键词：LTBR工艺,碱渣废水,温升,换热
为了改良油品性能和提高油品质量, 油品精制过程中常采用碱洗的方法对燃料油进行精制, 石化行业的碱渣废水就是产生于成品油的碱洗精制过程。在碱洗精制过程中, 由于碱液可与油品中的S、N、O等化合物发生反应, 从而有效脱除油品中影响其安定性的物质及部分含硫化合物, 诸如环烷酸, 酚类、硫化氢、硫醇等。所以, 反应作用完后的碱渣中含有大量的污染物, 其CODcr浓度通常可达到几千甚至几十万, 其污染物总量 (CODcr) 占到炼油厂污染物排放总量的40 %～50 %, 而且碱渣中还含有大量的硫化物和较高的盐分, 这种高浓度废水是普通活性污泥所无法生化处理的。
针对高盐、高浓度、高难降解的碱渣废水的处理始终是石化行业废水处理的高难课题。公司多年来与韩国SK集团生物实验研究所合作, 将SK高效生物处理技术应用于高浓度碱渣废水的处理中, 并在工程实践中不断完善, 逐步形成了独有的新技术工艺—LTBR工艺。这种利用高效微生物处理高浓度碱渣废水的技术, 已经在石化碱渣废水处理领域取得了巨大成功。
1 LTBR工艺简介
LTBR工艺是高效生物处理技术, 与普通的生化处理技术不同, 它所利用的不是普通的活性污泥, 而是在对废水中的污染物成分进行全面分析和模拟废水环境条件的基础上, 筛选适合降解特定污染物的特效微生物菌群, 并根据微生物的共性和特性配制适合其生长繁殖的专用营养液—LTM, 确保特效微生物菌群在废水生物处理过程中的优势地位, 实现对废水中目标污染物的充分生物降解, 从而提高了废水中污染物的可生物降解性和废水处理系统的处理效率。LTBR工艺的容积负荷可以达到普通生物处理工艺的10倍以上, 可达到4～15 kgCODcr/m3·d。LTBR工艺可以处理普通生化法难以处理的高盐、高生物毒性、高浓度废水, 对废水中的污染物浓度、毒物浓度、含盐量等指标的变化具有很强的适应能力。
LTBR碱渣废水处理工艺简易流程如下。
2 生物反应器温升解析
基于碱渣废水水质特性和LTBR工艺本身高负荷运行的特点, 在碱渣处理装置运行过程中, 经常会产生运行温度过高的现象, 有时温度甚至超过45 ℃以上, 造成处理装置运行温度升高的原因主要有以下几点:
(1) 由于碱渣废水呈强碱性, 生化之前需要进行pH调节, 在酸碱中和反应过程中释放出大量的热, 造成生化前的废水本身温度的升高, 从而使运行温度升高。
(2) 由于碱渣废水COD超常高, 在生化反应过程中将消耗数倍于常规污水的氧气量, 因此要向LTBR反应器中供给大量的空气以保证氧气需要, 所以供给的空气气温的高低对装置运行温度影响较大。本工艺采用SSR型罗茨鼓风机向反应器内供风, 空气在经风机绝热增压过程中温度大幅升高, 特别夏季气温较高时, 关入反应器内空气的温度高达80 ℃以上。鉴于生化反应需风量较大, 所以空气带入热量是造成生化反应器温度大幅升高的主要原因。
(3) 微生物代谢过程中释放的能量除一部分供给自身生命活动外, 大量的能量以热能的形式释放。同时由于本工艺负荷较高, 微生物代谢、繁殖等生命活动异常剧烈, 而同时释放的热能也十分巨大, 这也是造成反应器温度大幅升高的重要原因。
3 高温对碱渣处理装置的影响
温度是影响微生物生长与存活的重要因素之一。就总体而言, 微生物生长的温度范围较广, 低温微生物最低生长温度可以低至-12 ℃, 中温微生物的最高生长温度低于45 ℃, 而高温微生物能在45 ℃以上温度条件下正常生长, 某些极端高温微生物甚至能在100 ℃以上的温度条件下生长。而每一种微生物只能在一定的温度范围内生长, 各种微生物都有其生长繁殖的最低温度、最适温度、最高温度和致死温度。过高的环境温度会导致蛋白质或核酸的变性失活, 而过低的温度会使酶活力受到抑制, 细胞的新陈代谢活动减弱。同传统活性污泥中的微生物一样, LTBR工艺的高效微生物大部分也属于中温微生物范畴, 其代谢、生长、繁殖的最适温度在28 ℃～35 ℃之间。
从影响微生物生存的意义来说, 高温对微生物生命体造成的伤害要远远高于低温对微生物活性的影响。温度升高对生物机体的影响表现在两方面:一方面随着温度的上升, 细胞中的生物化学反应速率和生长速率加快。在适宜的温度范围内, 温度每升高10 ℃, 生化反应速率可相应提高1～2倍[1];另一方面, 机体的重要组成如蛋白质、核酸等对温度都较敏感, 随着温度的超高而可能遭受不可逆的破坏。因此, 只有在一定范围内, 机体的代谢活力与生长繁殖速率才随着温度的上升而增加。当温度上升到一定程度, 开始对机体产生不利影响, 如再继续升高, 则细胞功能急剧下降以至死亡。这种致死微生物的最低温度界限即为致死温度, 而且随着温度的升高死亡加快。
微生物高温致死的原因与下列因素有关[2]:
(1) 细胞内的酶遇热失活, 不能进行正常的代谢。
(2) 非酶蛋白和核酸等细胞成分的破坏。
(3) 细胞膜中脂类的热溶解使膜出现小孔, 细胞内含物泄漏。
基于以上因素, 大幅的温升对碱渣处理装置的平稳运行提出了极大的考验:
(1) 由于温度过高, 使微生物代谢活性受到抑制, 严重影响了装置的处理效率, 使装置出水水质出现较大波动。
(2) 由于温度过高, 使反应器内泥水混合液溶氧能力急剧下降, 只有通过增加风量供给来满足生化反应所需氧气量, 但增加风量又会带入更多的热量, 从而造成恶性循环。同时风机动力效率的降低以及风量供给的增加, 也会造成装置能耗的大幅增加。
(3) 为了控制大幅的温升, 不得不降低碱渣废水处理量, 以降低反应器负荷, 从而达到控制反应器温度的目的。但这极大地影响了公司的正常生产, 给公司经济和社会效益造成了重大的损失。
基于以上考虑, 解决温升问题已经成为LTBR工艺处理碱渣废水的瓶颈问题。
4 换热系统的应用
为了解决这一瓶颈问题, 经过大量的科研和市场调查工作后, 最终确定了在LTBR碱渣废水处理工艺中引进换热系统。
换热系统整体包括换热器系统和冷却水塔系统两部分。生物反应器内的活性污泥混合液与冷却水在换热器内实现热交换, 活性污泥冷却后回流至生物反应器, 循环冷却水则由配套冷却水塔供给, 冷却水在换热后回流至冷却水塔进行降温冷却。如此循环, 达到LTBR反应器降温的效果。
4.1 换热器系统
本系统换热器采用BR60D型的板式换热器, 此型号换热器采用不锈钢板片做为传热元件, 冷热两流体逆流平行于换热面, 基本不存在换热死角且无旁流, 换热末端温差很小, 可达到1 ℃。换热器传热板片板厚适中、板槽较深, 压制成人字形波纹, 流体在流动时湍流效果好, 在相同工况下, 换热效率为一般管式换热器的2～3倍, 大大降低了冷却水循环量。
此型号板式换热器具有结构紧凑, 耐压性能好, 换热效率高, 管理维护方便等特点, 尤其适用于SS较高的液态流体的热交换。
4.2 冷却水塔系统
本系统配套冷却水塔采用机械通风、逆流、开放式的圆形塔状结构。冷却水塔是应用于散热冷却为目的的洒水系统, 由于水具有高潜热 (蒸发热) 热能, 加上取得容易;而空气具有吸湿能力, 与水塔内冷却水进行热质传递, 藉以降低冷却水温度。在这种有利条件下, 冷却水塔成为散热最有效且最经济的工具。
本换热系统中冷却水塔顶装一轴流风扇驱动空气流动, 冷却水塔塔顶出口空气流速较高, 入风量大, 吹出的湿空气回流量较少, 换热效率较高。空气与水于塔内进行热质传递交换的过程中, 空气与水成相反方向流动, 逆向流中水温与空气始终可保持一定温差, 具有较大的热交换系数, 由于采用开放式水循环环路, 冷却水会由于蒸发等原因有所损失, 因此需定期补充一定量新的冷却水。
4.3 换热效果
为了验证换热系统在控制碱渣处理装置温度方面的效果, 2008年7月份启动了换热系统投用前后的对比试验, 试验期间日最高气温40 ℃, 日最低气温31 ℃, 日平均气温34.5 ℃左右 (所列气温均指当日最高气温) , 在试验过程中, 碱渣处理装置的其它控制指标均不做调整。
试验期间碱渣处理装置生物反应器温度变化曲线如下图所示:
如图2所示:在换热系统投用前, 反应器温度大多在40 ℃到42 ℃之间居高不下, 在换热系统投用后, 效果十分显著, 反应器温度下降迅速, 在3到4 d时间内温度迅速下降到35 ℃以下, 并逐步稳定在32 ℃到33 ℃之间的较适宜温度。
经试验验证, 在LTBR工艺中引入换热系统的实际效果完全符合技改预期, 在引进换热系统后, 碱渣处理装置具有较大的可操作弹性。当LTBR反应器温度超过40 ℃, 而车间生产装置又不允许降低碱渣处理量的情况下, 可以通过启动换热系统对反应器进行循环换热, 同时还可以通过量化调节, 控制反应器在最佳的温度条件下稳定运行, 即使在夏季最高气温条件下, 亦能使反应器温度稳定在30 ℃到35 ℃的适宜温度范围内。这就极大地提高了碱渣处理装置在高温条件下运行的稳定性, 使碱渣处理装置的高效性得到切实的保证。
5 结 语
运用LTBR工艺处理碱渣废水的高效性、成熟性已经得到了业界的广泛认同, 此工艺已经在石化碱渣废水处理领域得到推广, 而换热系统的引入使得LTBR工艺更加完善, 业已得到了实践的验证。
换热系统是LTBR碱渣废水处理工艺在高温条件下高效、稳定运行的切实保证, 并为LTBR工艺今后在其它高盐、高浓度、高难降解的化工废水处理领域的推广提供了重要的技术支持, 使LTBR工艺在“三高”废水处理领域的发展前景更加广阔。
参考文献
碱渣废水 篇4
近年来, 内电解法广泛应用于难降解有机污染物的预处理工艺[4,5,6,7,8]。由于采用工业废铁屑, 内电解法的优点是以废治废, 不消耗能源, 能去除多种污染成分, 降低COD和脱色, 还能提高难降解物的可生化性, 利于后续处理。占地面积小, 整个装置易于实现定型化及设备制造工业化, 运行费用低[9]。臭氧氧化是水处理中应用十分广泛的一种化学氧化法, 具有一般常规水处理方法所不具有的优点, 如处理效果好、占地面积小、自动化程度高、无二次污染等[10]。
本文采用内电解联合O3工艺对碱渣废水进行预处理, 此前的文献还未曾报道。对主要的控制参数进行了研究, 实验结果表明该工艺对碱渣废水中COD和硫化物有较高的去除效果, 并且能够有效提高废水的可生化性。说明内电解联合O3工艺对碱渣废水的预处理取得令人满意的效果, 并为下一步的生物处理做准备。
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
主要试剂:重铬酸钾、硫酸银、盐酸、氢氧化钠、浓氨水、硫化钠、硫代硫酸钠、丙酮均为分析纯, 硝酸银 (0.1 M自制) , 液态烃碱渣废水武汉石化集团, 液态烃碱渣废水性质如表1。
铁屑取自工厂的废铸铁屑, 使用前先用工业碱清洗粘附的油污, 再用稀盐酸洗去表面的氧化物, 然后用自来水洗净、烘干、分样筛按粒径分类、密封待用。
主要仪器:雷慈ZD-1型自动电位滴定仪;CFZY-6臭氧发生器;JH-12COD恒温加热器;PHS-29A型酸度计;ST08-1型高精度恒温水浴。
1.2 实验方法
将1L碱渣废水加入至内电解反应装置, 其中铁屑及活性炭加入量分别为100 g和50 g, 开动循环泵使废水在反应器中循环, 同时开启臭氧发生器, 保持流速为100 L/h。待反应完成后取样, 静置过滤后测定其COD值及硫化物含量。
1.3 分析方法
碱渣中二价硫及硫醇的测定采用硝酸银电位法[11], COD的测定采用重铬酸钾法。
2 结果与讨论
2.1 循环时间的影响
在实验条件为Fe/C质量比为1:0.5, 溶液温度为30℃, O3通入时间为2h时, pH值为3时, 考察循环时间对碱渣废水降解的影响, 结果如图1所示。
由图1可以看出, 随着循环时间的延长, COD及硫化物的去除率不断提高。在反应前期 (3 h以内) , COD及硫化物的去除率增长较快, 反应后1 h内, 其去除率增长则相对缓慢。其原因是, 在初始阶段, 内电解过程中活性炭的吸附作用以及产生的大量絮凝沉淀去除污染物, 同时部分易于降解的有机物通过O3氧化降解, 因此降解速率相对较快。而随着反应进行, 活性炭的吸附达到饱和, 而残余的难降解有机物无法直接氧化降解, 其主要通过絮凝作用沉淀去除。
2.2 pH值的影响
在实验条件为Fe/C质量比为1:0.5, 溶液温度为30℃, 循环时间为4h, O3通入时间为2 h时, 调节pH至2, 3, 4, 5和6, 考察pH值对碱渣废水降解的影响, 结果如图2所示。
由图2可以看出, 随着溶液pH值的升高, COD及硫化物的去除率均呈下降的趋势, 然而过低的pH造成铁屑易钝化, 单质铁的活性降低, 从而影响污染物的去除效果。当将废水pH值控制在3左右时, COD及硫化物的去除率达到较高值, 分别为54.55 %和78.37 %。其原因是, 在酸性条件下阴极产生更多的新生态氢, 此外酸性条件有利于Fe2+的产生并与废水中的S2-发生反应而去除。因此, 确定最佳pH值为3。
2.3 Fe/C的影响
在实验条件溶液温度为30℃, 循环时间为4h, O3通入时间为2h, pH值为3时, 调节Fe/C质量比为0.1、0.3、0.5、0.7和0.9, 考察Fe/C质量比对碱渣废水降解的影响, 结果如图3所示。
由图3可以看出, 铁炭比对硫化物去除的影响不大, 而对COD的则有较大的影响。当将铁炭比控制在1:0.3时, COD的去除率最高, 当铁炭比继续增加, COD的去除效果却随之降低。这是因为当体系中铁屑含量低时, 增加铁屑, 可使体系中的原电池数量增多, 提高对有机物的去除效果;当炭屑过量时, 反而会抑制原电池的反应, 更多表现为炭的吸附性, 所以铁炭比应有一个适当值[12]。因此, 选择最佳的铁炭比控制在1:0.3。
2.4 温度的影响
在实验条件循环时间为4h, O3通入时间为2h, pH值为3时, 调节Fe/C质量比为1:0.3时, 调节反应废水温度分别为30、40、50、60、70 ℃, 考察温度对碱渣废水降解的影响, 结果如图4所示。
由图4可知, 温度对降解效果有较大的影响。 随着废水温度上升, COD和硫化物的去除率也逐渐提高, 50 ℃时, COD去除率达到了61.52 %, 而硫化物去除率达到了87.46 %。温度继续增加, 处理效率没有明显的增加。其原因是温度升高增加了反应物质的内能, 有利于提高反应速率。但是高温造成臭氧分解加速, 同时造成在水中的溶解度下降, 使得参加反应的臭氧量降低, 处理效果变化不大。因此, 考虑到高温时的能量提供问题, 选择50 ℃时即为反应的最佳温度。
2.5 O3量的影响
在实验条件为Fe/C质量比为1:0.3, 溶液温度为50℃, pH值为3时, 调节O3通入时间, 考察O3量对碱渣废水降解的影响, 结果如图5所示。
由图5可以看出, 废水中COD和硫化物的去除很大程度上取决于O3量, 随着通入O3时间延长, 其去除率不断提高, 最终分别达到68.16 %和95.31 %。O3量的增加不仅能够提高直接降解有机物的效果, 此外还能通过将Fe2+氧化成Fe3+提高内电解反应中絮凝作用的效果。因此, 选择通入O3时间为4h。
2.6 可生化性的改善
内电解反应中, 通过活性炭吸附和Fe2+、Fe3+的絮凝沉淀作用, 去除了碱渣废水中部分的有机污染物, 同时O3的氧化作用将废水中部分难降解有机物或是含有生物毒性的有机污染物氧化成易生物降解的小分子物质, 从而提高了碱渣废水的可生化性, 以BOD5/COD表示。经过4h的降解反应, 废水中B/C的比值从反应初的0.09提高到0.18, 说明O3强化内电解法预处理碱渣废水能够有效提高其可生化性, 为后续的生物处理提供了有利条件。
3 结 论