铁碳＋芬顿＋臭氧氧化组合工艺预处理香料废水研究

2016年10月铁碳+芬顿+臭氧氧化组合工艺预处理香料废水研究93铁碳+芬顿+臭氧氧化组合工艺预处理香料废水研究陈永兴(吉安市环境科学研究所，江西吉安343000)摘要:香料废水由于其成分复杂、毒性大、难生化降解等原因，直接生化处理难以实现对其快速高效深度处理，需要通过预处理以辅助生化处理工艺达到处理要求;本文通过采用单一的铁碳还原、芬顿氧化、臭氧氧化技术以及铁碳还原+臭氧氧化，芬顿氧化+臭氧氧化，铁碳还原+芬顿氧化+臭氧氧化组合工艺对香料废水进行处理，并对处理效果进行对比，实验结果表明:单一的铁碳还原、芬顿氧化、臭氧氧化技术对COD去除率分别为38.5%、37.7%、36.7%;铁碳还原+臭氧氧化，芬顿氧化+臭氧氧化两段组合工艺对COD去除率分别为66.4%、59.3%;铁碳还原+芬顿氧化+臭氧氧化三段组合工艺对COD去除率为82.9%，结果表明铁碳还原+芬顿氧化+臭氧氧化三段组合工艺能够较好的达到香料废水预处理效果。关键词:香料废水预处理铁碳还原引言香料是食品、烟草、化妆品等领域的重要添加剂，其来源有从动植物中提取动植物性天然香料和通过化学工艺合成合成香料;随着合成香料工业的发展，合成香料工业已经发展成现代精细化工行业的又一重要组成部分[1'2]。合成香料多采用一些有毒有害的原料通过一系列有机合成反应制成，在清洗产物、提纯、清洗反应釜等过程中常常会产生大量废水，这些废水中通常含有大量的苯类、醛类、芳香烃类等20多种有机成分，其特点是成分非常复杂、色度大、毒性大、COD高、难生物降解，是一种典型的高浓度难生化降解的有机废水[24]。目前这种高浓度的香料废水处理方法主要有化学法[5]、物理化学-生物法[6]、超临界水氧化法[7_9]、光/电催化氧化法[4'1<)]、大孔树脂吸附法等技术[11’12]。上述各类方法均有其独自的优缺点，综合考虑处理效果、经济效益等因素,生化处理能够经济高效的使香料废水达到深度处理的目的。但由于生化处理难以抵抗香料废水这种高毒性、高浓度有机负荷的冲击，因此为了使香料废水能够通过生化处理快速高效的达到深度处理的目的，常常需要在废水进人生化处理工艺前进行预处理。预处理的方法可以分为物理法和化学法两大类，在这两大类中又有各种相应的工艺技术，但在实践过程中单一一类方法往往难以达到预处理的要求，因此往往需要使用两种或两种以上的组合工艺才能达到生化处理能接受的要求[13]。为了探讨组合工艺的预处理效果，本课题选用某香料厂的生产废水作为研究对象，采用铁碳、芬顿和臭氧氧化组合工艺对该废水进行预处理实验，分析其预处理效果,找出最佳组合工艺。1实验部分1.1废水主要理化性质芬顿氧化臭氧氧化组合工艺该废水呈红棕色，有刺激性气味，水质澄清，含有多种有机物，COD浓度为1.004x105mg/L,色度1050倍，悬浮物浓度约为24m^L,PH值为2~3，可生化性能较差。经预处理后水质要求需要达到COD浓度小于2.0xl04m^L，色度小于100倍，悬浮物浓度可不变，pH将达到7~8。1.2实验器材ET99722数据型微电脑COD多参数水质快速分析仪、RD125型COD快速消解仪、PHS-3C型PH计、电子天平、自制圆形玻璃铁碳反应器、臭氧发生器、自制臭氧反应器等。1.3实验方法首先取500ml香料废水，分别使用铁碳还原法、芬顿法、臭氧氧化法分别进行处理，处理完后对出水进行分析得到相应的处理数据;然后分别使用铁碳还原+臭氧氧化，芬顿氧化+臭氧氧化，铁碳还原+芬顿氧化+臭氧氧化组合工艺对等体积的香料废水进行处理，处理完后对出水进行分析得到相应的处理数据，对比最后处理效果确定最佳组合工艺。2结果与讨论2.1单一工艺处理效果根据铁碳还原法、芬顿氧化法以及臭氧氧化法各自的反应条件差异，分别根据各反应的最佳反应条件给予各反应的试剂以及条件具体情况如表1。表1各反应的反应条件反应名称加人试剂及浓度PH反应时间/h铁碳还原铁碳球50g/L33芬顿氧化H2O240ml/L+Fe(S04)2VL33臭氧氧化臭氧95分别经过铁碳还原法、芬顿氧化法以及臭氧氧化法处理过后对水质进行分析结果如表2。94江西化工2016年第5期表2经过不同方法处理后出水水质参数反应名称出水COD浓度/(mg/L)COD去除率/%铁碳还原6148938.5芬顿氧化6231937.7臭氧氧化6329836.7结果表明在单一工艺中铁碳还原工艺对COD的处理效果最佳COD去除率为38.5%,臭氧氧化处理效果最低为36.7%;但三者对COD的去除效果均达不到生化处理的进水水质。2.2组合工艺处理效果2.2.1铁碳还原+臭氧氧化处理效果由于铁碳还原技术需要在pH值在3左右效果最佳而原水在pH为1~2，非常接近铁碳还原技术要求，而且在经过铁碳处理后需要投加碱进行铁离子的去除，此时废水