【污水處理技術(shù)】PDO-1型裝置在化工和制藥廢水處理中的應(yīng)用
摘要：化工和制藥廢水污染物濃度高、毒性大、含鹽量高，常規(guī)的生物方法對(duì)高CODcr、低BOD 高色度廢水進(jìn)行處理后難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。本文建立了PDO．1型廢水處理裝置，它由臭氧發(fā)生器、高壓電暈發(fā)生器以及反應(yīng)器組成。應(yīng)用該裝置對(duì)1O個(gè)化工、制藥企業(yè)的高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行了處理，結(jié)-果顯示，CODcr 的降解率為10．34%-69．49%，本裝置對(duì)不同廢水的降解效率存在差異?；ぶ扑?span id="mec60uw" class="keyword">廢水的成分復(fù)雜，目前尚不能對(duì)某種廢水的處理效果進(jìn)行預(yù)測(cè)，只能通過小試確定。若03投加量為50mg·L-1，噸水處理費(fèi)用約為3．68元／T廢水；設(shè)備處理能力若為1—5 T·h-1則設(shè)備總投資為7．6 23萬(wàn)元。本方法主要用于醫(yī)藥、化工高濃度難降解廢水或車間分質(zhì)收集的高濃度廢水的預(yù)處理，使之有利于后續(xù)生化處理和達(dá)標(biāo)排放。
關(guān)鍵詞：水污染防治工程；化工和制藥廢水；高壓電暈；臭氧氧化
0 引 言
化工、制藥廢水中有機(jī)污染物濃度高、毒性大，有的含鹽量非常高，是最難處理的廢水之一。化工、制藥廢水中含有毒有害物質(zhì)，微生物難以生長(zhǎng)，采用傳統(tǒng)的生物處理方法，處理效果差，難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)[1]。一些企業(yè)用大量的清水稀釋廢水，這樣既增加了水資源費(fèi)、廢水處理和排污費(fèi)，又提高了企業(yè)的成本。因此，研究開發(fā)新的廢水處理技術(shù)迫在眉睫[2]。
臭氧是已知氧化性最強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì)之一，它可以有效地使污染物分子化學(xué)鍵斷裂，使大分子變?yōu)樾》肿?，從而降低污染物的毒性，并有利于后續(xù)生化處理；此外，臭氧氧化法還具有不產(chǎn)生二次污染物的優(yōu)點(diǎn)。但缺點(diǎn)是其與有機(jī)物的反應(yīng)有選擇性，對(duì)大分子的降解效率高，而對(duì)小分子的礦化程度低[3]；另外，臭氧產(chǎn)生效率較低和運(yùn)行費(fèi)用較高也限制了臭氧在工業(yè)廢水處理中的廣泛應(yīng)用。
高壓電暈和臭氧聯(lián)用處理高濃度有機(jī)廢水是一項(xiàng)近幾年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。該方法利用高壓電暈產(chǎn)生的低溫等離子體與臭氧協(xié)同作用，產(chǎn)生更多的羥基自由基(·OH)。高壓電暈等離子體與水作用可產(chǎn)生多種活性原子(·OH、·H、·0、·HO2、02-、H202、03等)，有助于高效快速降解有機(jī)污染物，增加臭氧氧化的廣譜性，提高對(duì)小分子氧化的礦化程度，克服單獨(dú)臭氧氧化法的局限性[4-6]。高壓電暈和臭氧聯(lián)用產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)比單獨(dú)臭氧處理效果更好，適用性更廣。
1 系統(tǒng)組成和試驗(yàn)條件
1．1 系統(tǒng)組成
PDO．1型廢水處理裝置主要由臭氧發(fā)生器、高壓電暈發(fā)生器和臭氧管道反應(yīng)器組成。無(wú)油空壓機(jī)(VW一0．15／7型)，空氣流量0．142 m3min-1，排氣壓力0．7 MPa，功率1．5 kW；冷凍空氣干燥機(jī)(LXG型)，冷凝溫度一8℃，經(jīng)過濾、吸附后，空氣露點(diǎn)降到一40～ 一70 oC；臭氧發(fā)生器(CHY一50型)，臭氧產(chǎn)生量50 g·h-1，空氣供氣量5 I1 h-1；高壓脈沖電源，輸出電壓30 kV，功率1 kW，脈沖頻率在1—100 Hz之間可調(diào)；電暈發(fā)生器，電極材質(zhì)為鎢絲放電極和不銹鋼板陰極，電極間距30 mm；管道反應(yīng)器為內(nèi)徑40 mm、長(zhǎng)10 m塑料軟管；循環(huán)水泵流量6 m3·h-1 。廢水處理工藝流程見圖1。
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1．2 試驗(yàn)條件
將待處理廢水泵入水池，開啟循環(huán)水泵，調(diào)節(jié)廢水pH：9—10。依次開啟高壓電暈發(fā)生器、空壓機(jī)、冷凍干燥機(jī)和臭氧發(fā)生器。設(shè)備開機(jī)時(shí)，臭氧發(fā)生器應(yīng)最后一個(gè)開啟；設(shè)備關(guān)機(jī)時(shí)，臭氧發(fā)生器應(yīng)最先一個(gè)關(guān)機(jī)。處理時(shí)間通常為l～3 h，處理水量通常為1—5 T·h-1。具體處理廢水時(shí)，設(shè)備可以配套組合，配套組合的依據(jù)是要使廢水中初始臭氧濃度不小于25mg·L-1·h-1，這與污染物降解的難易程度和濃度有密切關(guān)系。
作為一種預(yù)處理或分質(zhì)處理手段，該設(shè)備進(jìn)行廢水處理的目標(biāo)是降低廢水的毒性，提高廢水的B／C比，為后續(xù)生化處理創(chuàng)造有利條件，一般不用于廢水達(dá)標(biāo)排放的處理。
2 試驗(yàn)結(jié)果
2．1 試驗(yàn)水樣與結(jié)果
采用本處理裝置分別對(duì)10種化工和制藥廢水進(jìn)行小試試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表1。
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有的水樣處理后CODcr降低不多，但主要成分已經(jīng)分解。如新安化工廠有機(jī)硅廢水處理前為透明狀，處理后出現(xiàn)很多白色沉淀，說明有機(jī)狀態(tài)的硅已經(jīng)降解為無(wú)機(jī)硅酸，為后續(xù)生化處理創(chuàng)造了有利條件。
2．2 試驗(yàn)費(fèi)用
處理費(fèi)用主要為電費(fèi)。當(dāng)廢水的pH< 9或pH> l1時(shí)，需進(jìn)行酸堿調(diào)節(jié)。以處理水量1 T·h -1為例，主要設(shè)備耗電量見表2。若 投加量為5O mg·L-1，噸水處理費(fèi)用約為3．68元／T廢水；設(shè)備處理能力若為1～5 T·h-1，則設(shè)備總投資為7．6～23萬(wàn)元。本方法主要用于醫(yī)藥、化工高濃度難降解廢水或車間分質(zhì)收集的高濃度廢水的預(yù)處理，使之有利于后續(xù)生化處理和達(dá)標(biāo)排放，上述費(fèi)用企業(yè)一般能夠接受。
3 結(jié)果與討論
1)PDO-1型廢水處理裝置適合對(duì)高濃度難降解有機(jī)廢水進(jìn)行預(yù)處理，為后續(xù)生化處理創(chuàng)造有利條件；也可作為車間廢水分質(zhì)處理設(shè)備，對(duì)車間中濃度最大、毒性最高的這部分廢水先進(jìn)行預(yù)處理，減小或避免高濃度水質(zhì)對(duì)后續(xù)生化處理的沖擊，對(duì)最終生物處理工藝的穩(wěn)定高效運(yùn)行具有重要意義。
2)該設(shè)備對(duì)各種化工制藥廢水的處理效果相差懸殊，浙江九洲藥業(yè)廢水可達(dá)69．49% ，而新中港藥業(yè)廢水的處理效率只有10．34%。造成這種差別的原因是廢水的性質(zhì)差異很大，目前難以分析造成這種差異的具體原因。后續(xù)研究將選擇個(gè)別典型廢水做進(jìn)一步深化研究，以確定本方法的適用性。
3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室研究[5]，臭氧與電暈聯(lián)用處理比單獨(dú)臭氧處理效果提高約9%。由高壓脈沖放電產(chǎn)生的紫外光和低溫等離子體所形成的活性離子，再與水分子反應(yīng)生成更多的羥基自由基，其反應(yīng)為：
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4 結(jié) 論
1)臭氧與高壓電暈聯(lián)用處理有機(jī)廢水能夠達(dá)到較好的預(yù)處理效果，但效果因廢水性質(zhì)而異，目前尚不能預(yù)測(cè)某一廢水的處理效果，只能通過小試測(cè)定。
2)對(duì)于污染物濃度高的廢水，經(jīng)本方法預(yù)處理后有利于后續(xù)生化處理，所需處理費(fèi)用企業(yè)一般可以接受。
3)裝置中的文丘里氣水混合器對(duì)臭氧的傳質(zhì)效率高，管道反應(yīng)器出口端沒有剩余臭氧排放，極大地提高了臭氧的利用率。
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