_催化氧化法处理丁苯橡胶生产废水

第23卷第4期2005年7月石化技术与应用PetrochemicalTechnology＆ApplicationVo.l23No.4July2005研究与开发(271～273)催化氧化法处理丁苯橡胶生产废水曹兰花,赵瑛(中国石油兰州石化公司石油化工研究院,甘肃兰州730060)摘要:以活性炭或γ-Al2O3为载体,先采用浸渍工艺制备出一元或二元负载型催化剂,然后以H2O2为氧化剂对乳聚丁苯橡胶生产废水进行催化氧化法处理。研究了催化剂活性组分类型对废水处理效果的影响。结果表明:以γ-Al2O3为载体,一元及二元催化剂的COD去除率均只有20%左右;载体采用活性炭,一元及二元催化剂的最大COD去除率分别为35.6%及37.7%,二元催化剂的最佳活性组分组合为Cu-Co。关键词:丁苯橡胶;废水处理;催化氧化;催化剂;活性炭中图分类号:X783.3文献标识码:B文章编号:1009-0045(2005)04-0271-03兰州石化公司合成橡胶厂乳聚丁苯橡胶生产装置废水排放量约为50m3/h,成分复杂且含有大量中间产物及有毒有害物质,难以生物降解,目前采用混凝气浮工艺处理污水,COD去除率低于20%,给后续生物处理带来很大困难。合成橡胶生产废水属难以生物降解的有机废水,通常含有浮胶颗粒、乳清、脂肪等大分子有机污染物。采用常规方法,如水解酸化-好氧生物工艺处理合成橡胶废水,处理效果虽然较好,但工艺流程长,环境差;采用物理-活性污泥法处理,效果较差;采用电解-絮凝法处理,成本较高[1-4]。催化氧化法是目前国内外处理高浓度、难降解有机废水公认的先进技术,能使废水中的难降解污染物质有效降解[5-9]。本工作采用催化氧化法处理丁苯橡胶生产废水,使废水的COD降低,可生化性获得改善,对后续生物处理有利,使后续处理装置的负荷减轻。1实验部分①1.1原材料废水,兰州石化公司合成橡胶厂丁苯橡胶生产装置废水;活性炭(AC),堆比0.47～0.54,碘吸附值1g/g,甘肃定西宏威活性炭有限责任公司生产;γ-Al2O3,自产,w(Al2O3)为95%～97%,三叶草形,1×3mm,堆比0.9～1.0,孔容大于0.3mL/g,比表面积大于260m2/g,压碎强度大于15kN/m;pH值调节剂采用硫酸、氢氧化钠、氨水、熟石灰等;其他原料包括COD及BOD5测试用试剂、硫酸亚铁、聚丙烯酰胺等。1.2仪器设备恒温水浴锅、烘箱、马福炉、坩埚、8联混凝搅拌机等。1.3分析方法pH值采用玻璃电极法;COD采用重铬酸钾法;BOD5采用稀释与接种法;H2O2分析按GB1616-79标准执行;有机物测定采用GC-MS和GC-IR分析法。1.4试验方法催化剂制备主要采用等体积一次浸渍法,分4步进行:①测定载体的吸水率,首先称取定量催化剂载体成品,烘干后冷却到室温,加入定量蒸馏水静置,吸附达平衡后用滤纸吸干载体表面,称重,通过计算求得载体的吸水量,mL/g;②浸渍,根据催化剂金属组分负载量的设计要求,配制出浓度适宜的硝酸金属盐溶液,催化剂载体预处理后根据载体吸水率实测值加入适量硝酸盐溶液,并加入少许蒸馏水,搅拌后浸渍,观察,直至浸渍液吸附完毕;③干燥,将浸渍好的湿样①收稿日期:2004-12-24;修回日期:2005-01-18作者简介:曹兰花(1969—),女,甘肃武威人,工程师,在环境保护领域内长期从事科研开发工作。已发表论文6篇。置入110℃烘箱烘干;④焙烧,将已经烘干的催化剂样品置入马福炉中煅烧活化,AC负载型催化剂的焙烧温度为250～300℃,其他负载型催化剂在500～600℃下焙烧[9-13]。催化氧化在常温常压条件下,向烧杯中加入适量废水样品及固态催化剂,启动8联混凝搅拌机,加入适量液态H2O2氧化剂,反应一定时间,静置0.5h后取上部清液,分析COD和BOD5,计算COD去除率和B/C(BOD5/COD,反映废水的可生化性)值变化情况。2结果与讨论2.1参比实验单纯用过氧化氢或载体-过氧化氢处理丁苯橡胶废水,COD变化情况如表1所示。表1废水COD变化情况处理介质原水COD/(mgL-1)出水COD/(mgL-1)△COD*/(mgL-1)过氧化氢**728～764758～84530～81过氧化氢**/γ-Al2O3803～648904～833103～185过氧化氢***/AC650～887645～878-5～-52*:出水COD-原水COD;**:实验2次;***:实验4次。由表1可以看出,只用过氧化氢处理,或同时用过氧化氢和γ-Al2O3处理,废水的COD均有不同程度提高,表明加入的过氧化氢不仅不能将废水中的有机物充分氧化,外加的过氧化氢被K2Cr2O7氧化,导致出水COD升高。同时用过氧化氢和AC处理,首次实验出水COD降低52mg/L,随着重复实验次数的增加,