UVO3工艺深度降解印染废水的研究.doc

UVO3工艺深度降解印染废水的研究刘鲁建梅明2董俊21中南民族大学工商学院湖北武汉4300652武汉工程大学环境与城市建设学院湖北武汉430074摘要采用UVO3工艺对印染废水进行了深度降解试验研究结果表明UVO3对印染废水COD色度的去除效果明显大于O3及UV单独作用的简单加和UV和O3之间存在协同效应通过对UVO3工艺处理印染污水主要影响因素的考察得出为O3流量为13LhUV灯80W辐射时间120min条件下处理效果较好对色度及的去除率分别可以达到和关键字UVO3印染废水深度降解中图分类号X703文献标识码A印料废水具有有机物含量高色度深成分复杂毒性大可生化性差等特点一直是国内外废水处理的难点之一达标排放困难UVO3是将臭氧与紫外光辐射结合的一种高级氧化技术这种方法不是利用臭氧直接与有机物反应而是利用臭氧在紫外光的照射下分解产生的活性很强的次生氧化剂来氧化有机物1UVO3技术始于20世纪70年代主要进行在废水处理中的研究以解决有毒有害无法生物降解物质的处理问题自20世纪80年代以来其研究范围扩大到饮用水的深度处理UVO3氧化法已经成功的应用与处理工业废水中农药含氮含硫或磷的有机化合物以及氯化有机污染物等2本论文采用UVO3工艺对生化处理后的印染废水进行了深度降解的试验研究考察了主要因素对COD色度的去除效果为UVO3技术应用印染废水的工业实施与控制提供依据实验部分试验水质实验原水取自浙江某印染厂排污口该厂采用物化生化的处理流程出水尚能达标该印染废水主要由各类坯布染色后含染料表面活性剂及助剂的废水组成漂染废水中含有少量染料及浆料废水中的有机组分多以芳烃及杂环化合物为母体并带有显色基团及极性基团废水水质见表1表1印染废水水质CODmgL色度倍SSmgLpH3004003004007079试验装置与测定方法试验装置臭氧发生器臭氧体积浓度氧气紫外灯分析天平紫外可见分光光度计测定方法均采用标准方法试验方法反应器中加入经物化生化工艺处理后的印染废水调节pH通入臭氧照射紫外光进第一作者刘鲁建男1982年生硕士研究生研究方向为水污染治理与生态恢复行反应比较在不同pH臭氧量和紫外光强度的条件下对印染废水的COD及色度去除效果确定主要参数的影响效果比较单独UV单独O3UVO3三种方法的处理效果结果与讨论对降解效果的影响取水样100mL紫外光的强度开至最大820WO3流量调节最大18Lh辐射时间120min条件下比较不同pH条件下降解效果的影响结果见图1图最大紫外光最大O3流量条件下不同pH去除COD效果由图可见不同对污水的降解效果有显著的影响为时其降解效果较好去除率为为时去除率约为在UVO3工艺中反应为自由基型3随着氧化过程的进行有机碳不断被降解为无机碳在酸性环境中无机碳以CO2的形式逸出而在碱性环境中则是以HCO32或CO32离子的形式继续存在于溶液中这两种离子都是很强OH自由基清除剂他们的存在可降低OH自由基的浓度即降低氧化速率但当为时去除率有所上升原因为的提高有利于O3分解产生OH自由基综合考虑经济因素选定为作为本实验的参数不同流量去除效果的比较紫外光的强度160WpH为5条件下不同O3气体流量对印染废水COD去除效率的影响见图2图2最大紫外光强度pH为5条件下不同流量O3去除COD的效果从图2可以看出废水COD去除率随着O3加入量的增加呈现增大趋势当臭氧流量在13Lh时候UVO3对印染废水COD的去除率达到稳定其COD去除率在90以上由于有OH自由基产生从而大大提高了臭氧的氧化能力使废水COD值降低强度对降解效果的影响调节O3流量为13LhpH为5条件下紫外光强度对COD去除效率的影响见图3图3O3流量为13LhpH为5条件下UV强度去除COD的效果UVO3工艺降解印染废水在调节O3流量为13LhpH为5条件下辐射时间120min条件下UV灯数为4台时80WCOD去除率可达到92当UV灯数大于4台后COD的去除效率提高较小增加紫外光灯管的个数可提高COD的去除效率这是因为O3在紫外光的催化作用下可提供的光量子3更有效的诱发自由基型链式反应提高强氧化性原子氧的产率OH从而加快了COD的去除速率有机物的光催化降解反应速率不仅与电子及空穴的数量有关也与有机物污染物的浓度有关处理印染废水效果对比的去除率在处理印染废水水量水质一定O3流量13LhUV灯80WpH为5辐射时间120min条件下UVO3及UVO3处理印染废水各COD的去除率见表2表2UVO3及UVO3处理印染废水各COD去除率运行方式水样1水样2水样3进水出水COD去除率进水出水COD去除率进水出水COD去除率UV31628111369332103813547O331679753698497738176280UVO3316284913694068938138190从表2可以看出UVO3及UVO3对印染废水COD去除率的大小顺序为UVO3O3UVUV辐射印染废水120min后COD去除率仅为10左右原因是波长200250nm的紫外线能提供47825977kJmol的能量可以离解大多数有机物的单键1所以能去除部分易降解有机物导致印染废水COD浓度下降但处理印染废水中这类含有大量双键或共轭双键的物质需要更高的离解能UV对此则无能为力O3氧化印染废水COD的去除率稳定在76左右说明O3反应较迅速而且较完全UVO3处理印染废水COD去除率为90左右UVO3对印染废水COD的去除效果明显大于O3及UV单独作用的简单加和这说明UV和O3之间存在协同效应色度的去除UVO3及O3对印染废水具有较强的脱色能力在反应进行120min达到完全脱色一般引起颜色的官能团是一些共轭不饱和基团O3及OH对这种共轭不饱和基团的破坏非常有效使其基团被氧化离解从而使水的颜色消失表3为在UVO3UVO3的降解作用下水样的色度变化表3UVO3及UVO3处理印染废水各色度去除率运行方式水样1水样2水样3进水出水脱色率进水出水脱色率进水出水脱色率UV368353438036153913754O336814796380769839119695UVO33687498380114973917898从表3可以看出UVO3及UVO3对印染废水色度去除率的大小顺序为UVO3O3UVUV辐射印染废水120min后色度去除率仅为4左右原因同样是UV无法提供足够的能量打开显色基团从而达到脱色的目的O3氧化印染废水色度的去除率稳定在96左右说明O3反应较迅速而且较完全UVO3处理印染废水COD去除率为97左右略优于单独适用O3进行脱色结论1UVO3对印染废水COD色度的去除效果明显大于O3及UV单独作用的简单加和UV和O3之间存在协同效应通过对UVO3体系处理印染污水主要影响因素的考察优化了本实验的处理条件得出为O3流量为13LhUV灯功率80W辐射时间120min条件下处理效果较好对色度及的去除率分别可以达到和3UVO3体系可以用于印染废水的深度处理提高出水水质增加了回用的可行性参考文献雷乐成汪大翚水处理高级氧化技术第一版北京化学工业出版社李静吴红娟臭氧高级氧化技术在废水处理中的应用污染防治技术简丽张彭义毕海水中天然有机物的臭氧强化光催化降解研究J环境科学学报2005124童少平褚有群马淳安刘维屏紫外光在臭氧降解不同有机物过程中的协同作用J环境科学学报200508StudyonAdvancedDegradationofPrintingandDyeingWastewaterbyUVO3ProcessAbstractTostudytheUVO3processwasusedtoadvanceddegradationofprintinganddyeingwastewaterTheresultsshowthattherehassynergisticactionofUVandO3UVandO3significantlygreaterthantheroleofO3andUValoneasimpleadditivetoeffecttoDegradationCODandcolourityoftheprintinganddyeingwastewaterTostudythemainfactorsofUVO3ProcesstreatmentprintinganddyeingwastewaterTheinvestigationhasindicatedthatCODandcolourityoftheremovalratescanreach98and91bytheconditionsofpH5O3flow13LhUVlamp80Wradiationtime120minUVO3printinganddyeingwastewateradvanceddegradation