超聲波與臭氧技術(shù)對(duì)焦化廢水中難降解有機(jī)物處理研究.pdf

1、水體污染是世界各國(guó)普遍面臨的急需解決的問(wèn)題之一，特別是對(duì)那些生物難降解的有機(jī)污染物的處理，一直是環(huán)保領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題。焦化廢水生化處理后殘留的難降解有機(jī)物是影響其深度回用的主要問(wèn)題。本文以焦化廢水二級(jí)生化處理出水深度回用為處理目標(biāo)，選擇實(shí)際焦化廢水和典型難降解有機(jī)物苯酚為主要研究對(duì)象，通過(guò)試驗(yàn)考察超聲波及臭氧技術(shù)對(duì)難降解有機(jī)物的處理效果和機(jī)理。通過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn):
　　(1)廢水初始pH值、初始濃度、超聲時(shí)間、超聲功率、超聲頻

2、率和廢水處理量等因素對(duì)化學(xué)需氧量CODCr的降解率有影響，不同超聲波處理?xiàng)l件對(duì)苯酚廢水和焦化廢水二級(jí)生化處理出水中難降解有機(jī)物的降解規(guī)律不同:增加超聲時(shí)間有利于有機(jī)物的降解;低濃度有機(jī)物廢水超聲處理的效果比高濃度的有機(jī)廢水好;超聲功率值越大降解效果越好，但有一個(gè)臨界最佳值;超聲頻率越大越有利于超聲降解;廢水的廢水處理量越小越有利于超聲降解;不同的有機(jī)物都對(duì)應(yīng)著一個(gè)較好的初始pH值。在超聲頻率45kHz的條件下，控制超聲時(shí)間120min、

3、pH值7～8、超聲功率200W、廢水處理量100mL，超聲波處理對(duì)焦化廢水二級(jí)生化處理出水有最佳降解效率。
　　(2)通過(guò)分子量篩分手段對(duì)超聲波處理前后焦化廢水中有機(jī)物分子量分布進(jìn)行分級(jí)研究，結(jié)果表明，處理前焦化廢水以CODCr為有機(jī)物檢測(cè)指標(biāo)時(shí)，水樣中分子量為5～10kDa的有機(jī)物含量最多，達(dá)到38.42％，其中小于5kDa的有機(jī)物含量為21.91％;以UV254作為表征時(shí)，水樣中分子量小于5kDa的有機(jī)物含量高達(dá)70.10％;

4、超聲波處理后的焦化廢水水樣中CODCr含量與UV254變化趨勢(shì)大體呈現(xiàn)一致性，當(dāng)以CODCr為有機(jī)物檢測(cè)指標(biāo)時(shí)，水樣中分子量小于5kDa的有機(jī)物含量最多，達(dá)到40.73％，當(dāng)以UV254作為表征時(shí)，水樣中分子量小于5kDa的有機(jī)物含量也是最多的，占74.33％;超聲波處理后小分子有機(jī)物含量明顯增加，這是超聲波降解提高焦化廢水可生化性的理論基礎(chǔ)。
　　(3)超聲處理前焦化廢水BOD5/CODCr為0.03，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.3，是焦化廢水

5、難于生物降解的根本所在;超聲處理后BOD5/CODCr為0.31，B/C提高了10.33倍，并且B/C＞0.3，生化降解性大幅提高，說(shuō)明超聲處理有益于焦化廢水中難降解有機(jī)物可生化性的提高，與超聲波處理后小分子有機(jī)物含量明顯增加有關(guān)。
　　(4)通過(guò)GC/MS對(duì)超聲處理前后焦化廢水水樣進(jìn)行成分分析，結(jié)果表明，焦化廢水超聲處理后，有一部分有機(jī)物含量明顯減少，超聲主要降解的有機(jī)物為喹啉、吡啶等含氮有機(jī)化合物以及苯、萘、二甲苯等易揮發(fā)性的

6、有機(jī)物。而苯酚、甲酚等酚類(lèi)有機(jī)化合物未得到充分降解，但其濃度也有所降低。這是超聲波處理后焦化廢水B/C提高的主要原因。
　　(5)對(duì)苯酚廢水和焦化廢水進(jìn)行臭氧處理，研究結(jié)果表明，廢水初始pH值、初始濃度、臭氧作用時(shí)間和廢水處理量等因素對(duì)化學(xué)需氧量CODCr的降解率有明顯影響，不同條件下的降解規(guī)律不同:增加臭氧作用時(shí)間有利于有機(jī)物的降解率的提高;相同臭氧量條件下，低濃度焦化廢水/苯酚廢水處理的效果比高濃度的廢水好;廢水的處理量越小越