微波催化氧化法处理炼油废水

微波催化氧化法处理炼油废水潘爱芹,严莲荷,蒋齐光,周申范(南京理工大学水处理研究所,南京210094)摘要:研究了应用微波辐射技术处理炼油废水,考察了活性炭用量,微波辐射时间,微波辐射功率,双氧水用量等因素对出水水质的影响。设计了实际废水的实验流程,检测了一部分生活杂用水(CJ25.1-89)中的主要指标,取得了较好的结果。关键词:炼油废水;微波催化;Fenton试剂中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:100326504(2004)增20114203随着现代科技的发展和人们生活质量的提高,环境保护日渐受到人们的重视。石化行业的污染在整个工业污染中占有很大的比重,而炼油废水也一直是人们研究的热点。本文利用微波催化氧化法对南京某炼油厂废水进行回用研究。利用活性炭作为诱导某些化学反应的催化剂,在微波辐照下实现某些催化反应[1],由于微波辐照与传统的辐照方式不同,它是利用物体内部的分子相互摩擦发热,是一个内部辐照过程,其热效应使整个物料同时被辐照,温度上升迅速[2]。同时微波的非热效应使需降解的物质分子键断裂加快,在很短的时间内可达到很好的降解效果。微波技术在环境保护领域方面,已成功地用于废气、废水、固体废弃物的处理及环境监测等方面。如土壤中多氯联苯[3]、有机农药[4]、邻苯二甲酸酯[5]等有机物的消除;处理废电路板回收贵金属、富油淤泥中废油的回收[6];处理烟气中的SO2[7];制取环保材料[8～10];污水厂污泥的微波处理[1]等等。但这些年来,微波技术在废水处理方面报道比较少,而炼油废水用微波技术处理的报道则更少,本文取炼油厂未经处理的原始废水经过简单的砂滤后作为水样,直接进行微波催化氧化,再用Ca(OH)2调pH=8左右除去反应过程中产生的Fe2+,分析了单因素对微波催化氧化的影响,并考察了整个流程的出水水质。1实验部分1.1仪器及药品仪器:202-O型电热恒温干燥箱;电子天平;电热板2块(110W);微波炉(功率700W,频率2450MHz,经过改装可用于回流实验)。药品:FeSO4、K2CrO7、Ag2SO4、Ca(OH)2、(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O、H2O2(6%)、HgSO4、H2O2、浓H2SO4、活性炭;除活性炭外作者简介:潘爱芹(1974-),女,硕士研究生,主要从事炼油废水的处理及回用研究,已发表相关论文3篇。上述药品均为市场购买的分析纯。1.2实验方法取100mL水样置于250mL锥形瓶中,加入适量的FeSO4、H2O2和活性炭,然后置于微波炉中,在一定的功率下,经过一定的时间后,取出,冷却至室温后,用Ca(OH)2调pH=8左右,过滤后测其滤液的COD值和石油类值,用此COD值的去除率和石油类值的去除率表征废水的降解效果。1.3主要检测方法COD测定参见国标GB11914-89;BOD测定参见国标GB7486-87;石油类测定参见国标GB/T16488-1996。2结果与讨论微波技术是目前绿色环保方法之一,有很大的应用前景。在此实验中取南京某炼油厂废水(COD值为1017.23mg/L;石油类为67.20mg/L)撇去油渣后作为水样(COD值为370.56mg/L;石油类值为21.73mg/L),按实验方法1.2考察不同的因素对微波催化氧化的影响。2.1H2O2用量对水样降解的影响在250mL锥形瓶中顺序加入:100mL水样、0.07gFeSO4、1g活性炭、放入微波炉中用430W辐照10min,改变H2O2用量,用进水和出水的COD去除率来表征其降解效果。实验结果见图1。图1双氧水用量对水样降解的影响从图1可看出,随着双氧水的增加,COD去除率开始呈缓慢上升趋势,但当6%的双氧水>2.5mL时,·411·第27卷增刊2004年8月环境科学与技术©1994-2011ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.netCOD去除率开始下降。根据Fenton试剂反应机理可知,反应速率与需降解物质浓度和双氧水用量的乘积成正比,但由于废水试样中需降解的物质是一定的,所以反应开始时,反应速率和双氧水浓度成正比,双氧水用量增加,产生大量羟基游离基(·OH),使反应速率加快,随着双氧水用量的增加,COD去除率也随之提高。但是当双氧水加到一定量时,COD去除率反而降低,这是由于在催化反应中剩余的双氧水在测定COD时充当了还原剂,导致了COD去除率的降低。2.2活性炭用量对水样降解的影响在250mL锥形瓶中顺序加入:100mL水样、0.07gFeSO4、1mLH2O2、放入微波炉中用430W辐照10min,改变活性炭用量,用进水和出水的COD去除率来表征其降解效果。实验结果见图2。图2活性