焦化废水二级生化出水中有机污染物的氧化特性_龚剑丽

第27卷第2期2008年3月环境化学ENVIRONMENTALCHEMISTRYVol.27,No.2March20082007年8月8日收稿.＊高等学校博士学科点专项科研基金资助(20060251014).＊＊通讯联系人.焦化废水二级生化出水中有机污染物的氧化特性＊龚剑丽孙贤波刘勇弟＊＊胡兰芳何伟聪(华东理工大学资源与环境工程学院,上海,200237)摘要考察了O3氧化法与UV/O3氧化法对焦化废水二级生化出水中溶解性有机物的去除效果,以及二级出水中有机污染物的氧化特性.结果表明,O3氧化法对于二级出水的UV254值具有较高的去除效率,30min内即可达75.7%,但对COD和DOC的去除效果很差,150min的去除率仅为37.1%和33.7%.而UV/O3氧化法对二级生化出水UV254,COD和DOC均具有良好的去除效果,150min时的去除率分别为95.3%,90.2%和77.8%.经过O3氧化法处理后,疏水性物质的浓度明显下降,而弱疏水有机物与亲水性有机物浓度有所上升;UV/O3氧化法处理对疏水性有机物和弱疏水有机物均具有良好的去除效果,而亲水性有机物浓度仅得到部分降低.关键词焦化废水,有机污染物,O3氧化法,UV/O3氧化法.焦化废水二级生化出水中的大部分有机物为难降解有机物,UV/O3高级氧化法(AOPs)具有强氧化能力及无选择性等优点[1],在处理难降解有机物方面具有独特的优势[2,3].本研究比较O3氧化法与UV/O3氧化法对焦化废水二级生化出水中溶解性有机物的去除效果,并考察了焦化废水二级生化出水中有机污染物的氧化特性.1材料与方法1.1实验方法焦化废水二级生化出水的水质指标为:DOC30.13—40.94mg·l-1,UV2541.635—2.267cm-1,CODCr132—140mg·l-1,pH7.20—7.86.反应器为玻璃制圆柱体,采用AQUAUV722型紫外灯(加拿大TrojanTechnologiesInc.),功率25W,主波长254nm,光强为4700μW·cm-2(5cm处测定).CF-3-G-005G型臭氧发生器为青岛国林实业有限公司生产,气体流量为150L·h-1,臭氧产量为4.55mg·l-1,气源采用干燥空气.每次实验开始时向反应器内加入定量处理水样(1000ml),插入紫外灯.为防止通入臭氧化空气时水样溢出,灯管浸没深度占总长度的80%左右,开启紫外灯,然后启动臭氧发生器,定时取样分析,反应温度为30℃.1.2分析方法TOC使用德国元素分析系统公司liquiTOC测定仪.DOC为水样经0.45μm的微滤膜过滤后测得的TOC值.将经0.45μm滤膜过滤后的水样置于1cm石英比色皿中,以不含有机物的双重蒸馏水作为空白,采用尤尼柯(上海)仪器有限公司的UV2100型紫外-可见分光光度计.测定254nm下的紫外吸光强度.采用AmberliteXAD-8树脂与XAD-4树脂联用技术[4]将水中溶解性有机物分为疏水性有机物、弱疏水有机物和亲水性有机物三种物质.2结果与讨论2.1焦化废水二级出水中有机物的组成194环境化学27卷图1为利用树脂分离测定的焦化废水生化出水中有机物的组成.由图1可见,疏水性物质为焦化废水生化出水中的主要有机物,其DOC约占总DOC的51%,UV254的比例更是高达84%,表明疏水性有机物中含有的不饱和官能团更多.其次为亲水性有机物,其DOC约占总DOC的36%,但UV254的比例仅为7%;而弱疏水有机物比例最低,其DOC和UV254比例分别为13%和9%,表明这两类有机物浓度低且不饱和官能团较少.图1焦化废水二级出水中有机物的组成(a)DOC百分比(b)UV254百分比Fig.1Compositionoforganicfractionsinsecondaryeffluentofcokingwastewater2.2O3氧化法与UV/O3氧化法对焦化废水二级出水的处理效果为了考察和比较普通化学氧化法与高级氧化法对焦化废水二级出水中有机物总量的处理效果,分别采用O3氧化法与UV/O3氧化法对二级出水进行处理,实验结果如图2所示.从图2可知,O3氧化法与UV/O3氧化法处理二级出水的过程中,UV254去除率随着反应接触时间的延长,均呈现不断增加的趋势.在约30min的时间内,UV254去除率快速上升,O3氧化法和UV/O3氧化法对UV254的去除率分别达到75.7%和80.3%,继续延长反应时间去除率增加不明显,至150min时,两种方法对UV254的去除率也只有87.9%和95.3%.因此,说明二级出水中以UV254表征的有机物的氧化速率很快,具有紫外吸收的有机物比其它物质更易被氧化,也说明了两种方法对于以UV254表征的有机物都具有很强的氧化性能,其中UV/O3氧化