臭氧氧化法深度處理紡織印染廢水重生回用工藝供應(yīng)
臭氧氧化法深度處理紡織印染廢水重生回用工藝
臭氧氧化法深度處理印染廢水生化處理出水
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        印染廢水具有水量大、成分復(fù)雜、難降解有機(jī)污染物含量高、色度大、水質(zhì)變化大、可生化性差等特點(diǎn)，屬于較難處理的工業(yè)廢水［1-5]。目前普遍采用物化法或生化法處理印染廢水，處理后廢水中仍含有一些難生物降解和成色的有機(jī)物［6]，影響廢水回用。有研究報(bào)道，臭氧氧化和生物法組合工藝處理印染廢水生化處理出水，處理后廢水能達(dá)標(biāo)排放［7-9]；臭氧氧化和膜技術(shù)聯(lián)合處理印染廢水生化處理出水，處理后廢水可回用于印染工藝［10]。目前，將臭氧氧化用于印染廢水深度處理均是與其他水處理技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，對(duì)于采用臭氧氧化法單獨(dú)深度處理印染廢水生化處理出水的研究未見報(bào)道。
本工作采用臭氧氧化法深度處理印染廢水生化處理出水（以下簡稱廢水），考察了臭氧通氣時(shí)間、后續(xù)反應(yīng)時(shí)間、廢水  pH  等工藝條件對(duì)廢水處理效果的影響。并對(duì)臭氧氧化處理過程中不同階段的水樣進(jìn)行了三維熒光分析和相對(duì)分子質(zhì)量分布檢測，分析了廢水中污染物的變化情況。
1  實(shí)驗(yàn)部分
1.1  廢水水質(zhì)
實(shí)驗(yàn)用廢水為浙江某棉紡織印染企業(yè)生產(chǎn)廢水經(jīng)  SBR  生化處理后的出水，COD  80-120  mg/L，BOD5  6-9  mg/L，BOD5/COD  =  0.075，  SS  25-80  mg/L，色度  35-80  倍，pH  7.2-8.1。
1.2  試劑和儀器
實(shí)驗(yàn)所用試劑均為分析純。
CF-YG  型臭氧發(fā)生器：北京山美水美公司；  PHS-25  型數(shù)顯酸度計(jì)：杭州雷磁分析儀器廠；  F  -  7000型熒光分光光度計(jì)：日立公司，光源為150  W  氙燈，光電倍增管電壓為  700  V，激發(fā)和發(fā)射單色器均為衍射光柵，激發(fā)和發(fā)射狹縫寬度均為  5  nm，激發(fā)光波長  200-450  nm，間隔  5  nm，發(fā)射光波長220-600  nm，間隔  1  nm，數(shù)據(jù)采用  Origin  軟件進(jìn)行處理，以等高線圖表征，以高純水作為空白校正。
1.3  實(shí)驗(yàn)工藝流程和實(shí)驗(yàn)方法
臭氧氧化深度處理印染廢水生化處理出水的工藝流程見圖  1。

  
圖1  臭氧氧化深度處理印染廢水生化處理出水的工藝流程
1  氧氣瓶；2  臭氧發(fā)生器；3  安全瓶；4  pH  調(diào)節(jié)罐；5  計(jì)量泵；
6  臭氧氧化反應(yīng)器；7  臭氧破壞器
臭氧氧化反應(yīng)器（簡稱反應(yīng)器）為圓柱形，直徑  200  mm，總高度  3.6  m，有效高度3.2  m，有效容積約為  100  L。臭氧從反應(yīng)器底部曝氣頭進(jìn)入反應(yīng)器。
在反應(yīng)器內(nèi)先注入  60  L  廢水，控制進(jìn)氣流量為  2.5  L/min，進(jìn)氣中臭氧質(zhì)量濃度為  12.5  mg/L，向反應(yīng)器內(nèi)通氣一定時(shí)間，以廢水色度和  COD  的去除率為考察對(duì)象，確定最佳臭氧通氣時(shí)間。在確定的最佳臭氧通氣時(shí)間條件下，考察停止通臭氧后臭氧與廢水后續(xù)反應(yīng)時(shí)間對(duì)色度和  COD  去除率的影響。
向廢水中加入適量  H2SO4  或  NaOH  溶液調(diào)節(jié)其  pH，然后將調(diào)節(jié)  pH  后的廢水注入反應(yīng)器內(nèi)，在最佳臭氧加入量和反應(yīng)時(shí)間的條件下，考察廢水pH  對(duì)色度和  COD  去除率的影響，確定最佳  pH條件。
1.4  分析方法
采用重鉻酸鉀法測定廢水  COD［11]；采用稀釋接種法測定廢水  BOD5［11]；采用酸度計(jì)測定廢水pH；采用稀釋倍數(shù)法測定廢水色度［11]；采用重量法測定廢水  SS［11]；采用碘量法測定氣體中臭氧質(zhì)量濃度；采用熒光分光光度計(jì)測定廢水中溶解性有機(jī)物（DOM）的三維熒光譜圖；采用凝膠色譜法測定DOM  的相對(duì)分子質(zhì)量分布。
2  結(jié)果與討論
2.1  臭氧通氣時(shí)間對(duì)廢水  COD  和色度去除率的影響
臭氧通氣時(shí)間對(duì)廢水  COD  和色度去除率的影響見圖  2。由圖  2  可見：隨臭氧通氣時(shí)間的增加，廢水  COD  和色度去除率均逐漸增加；臭氧通入30  min后，繼續(xù)延長臭氧通氣時(shí)間，廢水的  COD  和色度去除率增加幅度均略有減小，綜合考慮廢水的處理效果和處理成本，本實(shí)驗(yàn)最佳臭氧通氣時(shí)間為30  min。

  2.2  臭氧與廢水后續(xù)反應(yīng)時(shí)間對(duì)廢水  COD  和色度去除率的影響
在臭氧通氣時(shí)間為  30  min  的條件下，臭氧與廢水后續(xù)反應(yīng)時(shí)間對(duì)廢水  COD  和色度去除率的影響見圖  3。由圖  3  可見：隨臭氧與廢水后續(xù)反應(yīng)時(shí)間延長，廢水  COD  和色度去除率均提高；后續(xù)反應(yīng)30  min  后，再繼續(xù)延長后續(xù)反應(yīng)時(shí)間，廢水  COD和色度去除率基本不再變化。故本實(shí)驗(yàn)最佳后續(xù)反應(yīng)時(shí)間為  30  min。

  2.3  廢水  pH  對(duì)  COD  和色度去除率的影響
在臭氧通氣時(shí)間為  30  min、后續(xù)反應(yīng)時(shí)間為30  min  的條件下，廢水  pH  對(duì)  COD  和色度去除率的影響見圖  4。由圖  4  可見：隨廢水  pH  升高，COD和色度去除率均逐漸提高；廢水  pH  大于等于  10時(shí)，COD  和色度去除率均較高。本實(shí)驗(yàn)廢水的  pH為  7.2~8.1，雖然  pH  為  7.0~8.0  時(shí)的  COD  和色度去除率比廢水  pH  大于  10.0  時(shí)略低，但綜合考慮處理效果、運(yùn)行成本和便于操作，本實(shí)驗(yàn)不對(duì)廢水  pH進(jìn)行調(diào)節(jié)。

  2.4  臭氧氧化深度處理后的廢水污染物指標(biāo)
在臭氧通氣時(shí)間為  30  min、后續(xù)反應(yīng)時(shí)間為  30  min的條件下，廢水的  COD  去除率約為40%，色度去除率大于  95%，經(jīng)臭氧氧化深度處理后廢水色度小于  5  倍，COD  為  45~70  mg/L，BOD5為  10~13  mg/L，  BOD5/COD  =  0.2，出水可生化性有所提高。
2.5  臭氧氧化過程中廢水  DOM  的變化情況
2.5.1廢水  DOM  的三維熒光光譜分析
廢水  DOM  的三維熒光光