_臭氧处理对造纸废水COD和色度去除效果的研究

作者简介:张成，男，硕士研究生，主要从事制浆造纸污染控制方向的研究。通讯作者:李友明，男，教授，博士生导师，主要从事制浆造纸清洁生产技术、造纸化学品等的研究。*基金项目:国家自然科学基金(21476091);广东省自然科学基金(2014A030310145);中央高校基本科研业务费专项资金(2014ZM0071)资助项目。臭氧处理对造纸废水COD和色度去除效果的研究*张成1雷利荣1，2李友明1，2(1．华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室，广东广州510640;2．华南理工大学造纸与污染控制国家工程研究中心，广东广州510640)摘要:本论文针对造纸废水可生化降解性差，二级生物处理废水浓度较高的问题，采用臭氧处理造纸废水二级生化处理出水，研究臭氧处理对造纸废水COD、色度和生化降解性的影响。实验结果表明，臭氧处理可有效降低造纸废水的COD和色度，并改善废水的生化降解性。在pH为9、臭氧浓度21mg/L、温度30℃、反应时间25min和废水初始COD浓度148mg/L的条件下，臭氧对造纸废水COD和色度的去除率分别为56.9%和90%，同时臭氧处理后废水可生化降解性得到有效改善，有利于提高后续生物处理的效果。关键词:造纸废水;臭氧;深度处理;COD;色度中图分类号:X793文献标识码:A文章编号:1671－4571(2016)03－0079－03造纸过程产生了大量的富含有机物的废水，成为我国重要的工业污染源之一。因为造纸废水中含有木素衍生物等难生物降解的有机污染物［1，2］，导致生物处理效果不佳，生物处理出水不能达到国家排放要求。因此，研究开发一种高效的深度处理技术成为行业的一种迫切需要。高级氧化技术是一种反应速度快、反应条件温和、处理效果好且装置要求容易实现的废水处理技术，已成为废水深度处理的主要技术途径之一。臭氧是一种高效清洁的氧化剂，已有应用于造纸废水处理的研究报道［3－7］，取得了良好的效果。本论文研究臭氧处理对造纸废水COD和色度的去除效果，为臭氧技术在造纸废水深度处理的应用提供基础数据。1实验1.1废水来源及水质实验所用废水为某造纸企业废水二级生化处理后的废水，主要水质指标:COD为250±20mg/L，BOD为40－60mg/L，色度为550C.U.。1.2实验方法取生化处理后造纸废水500mL，置于烧瓶中，调节至所需的pH值，通入气体流量为1L/min的臭氧和氧气的混合气体，进行臭氧处理实验。反应一定时间后取样20mL，检测色度、COD和BOD，评价处理效果。1.3检测方法pH值和温度采用pH计(Sartorius)进行测定;COD值采用重铬酸钾法测定［8］;BOD采用5日生化培养法测定［8］;色度采取铂钴比色法，采用分光光度计(HACH，型号DＲ2800，USA)测定;采用碘量法(CJ/T3028.2—1994)测定臭氧浓度。2结果与讨论2.1pH值对废水处理效果的影响在臭氧浓度为21mg/L、温度为25℃、废水COD为250mg/L条件下，考察pH值对臭氧深度处理造纸废水效果的影响，结果如图1所示。由图1可知，废水初始pH值对臭氧处理造纸废水过程中废水COD和色度的去除效果有很大的影响，随着pH值的增加，COD和色度的去除率不断上升，但当pH大于9时，COD和色度的去除效果略有上升但并不显著。故在pH值为3、5、7和9时，臭氧处理25min后对造纸废水COD的去除率分别为32.5%、34.2%、44.5%和49.5%，色度去除率分别为58.4%、70.3%、83.0%和86.7%。同时，由图1可知，臭氧处理对造纸废水色度的去除效果显著地优于对COD的去除效果。根据以上结果，本实验选择9为最佳pH值。97《造纸科学与技术》2016年第35卷第3期图1pH值对废水处理效果的影响2.2臭氧浓度对废水处理效果的影响在pH值为9、温度为25℃、废水COD为250mg/L条件下，考察臭氧浓度对造纸废水处理效果的影响，结果如图2所示。由图2可知，在臭氧处理造纸废水过程中，废水COD和色度去除效果随着臭氧浓度的上升而提高，在臭氧浓度为18、21、24和28mg/L时，臭氧处理25min后，废水COD的去除率分别为44.8%、49.5%、50.7%和51.0%，色度去除率分别为76.3%、86.7%、88.2%和89.7%。同时，从图2可知，当臭氧浓度上升到21mg/L以上时，进一步提高臭氧浓度，废水COD和色度去除率的上升速率逐渐变得缓慢。基于处理成本和可行性的考虑，本实验取臭氧浓度21mg/L为最佳值。在pH值为9、臭氧浓度21mg/L、废水COD为250mg/L、反应时间25min条件下，考察反应温度对臭氧深度处理造纸废水效果的影响，结果如图3所示。由图3可知，在臭氧处理造纸废水过程中，废水COD的去除率表现出先上升然