鄒發(fā)成，任 旺，彭 鋒

(中國石化集團資產(chǎn)經(jīng)營管理有限公司巴陵石化分公司供排水事業(yè)部，湖南岳陽414014)

己內(nèi)酰胺是一種重要的有機化工原料，中國石油化工股份有限公司巴陵分公司(簡稱巴陵石化)采用苯為原料生產(chǎn)己內(nèi)酰胺，所排放廢水中有機物、氨氮等污染物含量較高，其主要污染物為環(huán)己酮、環(huán)己烷、苯、環(huán)己醇、環(huán)己酮肟、有機酸、己內(nèi)酰胺、氨氮等［1］。巴陵石化采用厭氧/好氧 +膜生物反應(yīng)器(A/O+MBR)工藝進行廢水處理，處理出水化學(xué)耗氧量(COD)偏高、顏色較深，無法達到一級排放標(biāo)準(zhǔn)。生化處理出水中殘留一定量的難生物降解有機組分，直接用生物法進行深度處理，效果較差。非均相催化臭氧氧化將臭氧、固體催化劑和廢水置于一個裝置內(nèi)完成反應(yīng)，構(gòu)成由臭氧、廢水和固體催化劑組成氣、液、固三相體系。在催化劑的作用下，激發(fā)臭氧在水中分解生成反應(yīng)活性更高的活性氧化物種，如羥基自由基，攻擊廢水中的大分子有機污染物，使之完全礦化或者轉(zhuǎn)化成為易于去除、無毒或低毒的簡單小分子化合物［2－3］。作者采用非均相催化臭氧氧化技術(shù)，對巴陵石化的污水進行處理，脫除色度和去除COD。

1 試驗

1.1 廢水

試驗所用原水為經(jīng)過A/O+MBR工藝處理的己內(nèi)酰胺廢水，COD為160～165 mg/L，pH值為6～9，顏色為黃棕色。

1.2 廢水處理工藝流程

從圖1可看出，原水池中的廢水經(jīng)蠕動泵提升與臭氧氣體在反應(yīng)器底部入口處混合后進入反應(yīng)柱，廢水中的污染物質(zhì)在催化劑的作用下與臭氧發(fā)生反應(yīng)，從而得到降解，出水進入清水池經(jīng)溢流排出。

圖1 廢水處理工藝流程Fig.1 Schematic diagram of waste water treatment unit

1.3 分析測試

COD:采用酸性高錳酸鉀氧化法測定。

脫色定量分析:采用紫外可見光分光光度計對處理前后的廢水進行分析，分別以蒸餾水和原水為空白，對不同催化臭氧化出水在可見光波長400～700 nm內(nèi)進行掃描，做定量分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 催化氧化對廢水COD去除率的影響

2.1.1 反應(yīng)時間

從圖2可以看出，較長的氧化反應(yīng)時間有利于廢水中有機物的去除。臭氧投加量小于20 mg/L時，催化氧化效果與反應(yīng)時間幾乎呈線性增長，而臭氧投加量大于30 mg/L，催化氧化時間超過40 min后，增加幅度減緩。因此，反應(yīng)時間為40 min，臭氧投加量為30 mg/L，廢水的COD去除率為36.5%，COD下降了60 mg/L。

圖2 反應(yīng)時間對COD降解的影響Fig.2 Effect of reaction time on COD degradation

2.1.2 臭氧投加量

從圖3可以看出，臭氧投加量低于30 mg/L時，COD的降解效率隨臭氧量的增加呈線性關(guān)聯(lián)，增加臭氧量可提高COD的降解率，臭氧量每增加1 mg/L，COD 降低 1.6 ～2.0 mg/L。當(dāng)臭氧投加量大于30 mg/L時，臭氧的氧化效率變化平穩(wěn)，故臭氧投加量宜控制小于30 mg/L。

圖3 臭氧投加量對COD降解的影響Fig.3 Effect of ozone dosage on COD degradation

2.2 催化氧化對廢水脫色效果的影響

從圖4可看出，當(dāng)催化氧化反應(yīng)時間為40 min，隨著臭氧投加量的增大，出水的色度明顯變淺，30 mg/L時對色度的去除尤其明顯。維持臭氧投加量為30 mg/L，考察不同停留時間對脫色效果的影響，當(dāng)反應(yīng)時間低于40 min，脫色效果不明顯。因此，脫色時間應(yīng)大于40 min。

圖4 臭氧投加量對脫色效果的影響Fig.4 Effect of ozone dosage on decolorizing effect

從圖5可以看出，臭氧投加量為20 mg/L，對原水中的顯色物質(zhì)去除有一定的效果，隨著增加臭氧投加量到30 mg/L與40 mg/L時，原水中的顯色物質(zhì)的吸光度大幅度降低，遠低于原水的吸光度，其中除534 nm和655 nm處仍有較強吸收外，其余波長的吸光度與蒸餾水相似，脫色效果明顯。

圖5 不同臭氧加入量吸收光譜Fig.5 Absorption spectra at different ozone dosage

2.3 催化劑對處理效果的影響

采用惰性氧化鈷填料取代催化劑，進行臭氧氧化試驗對比，結(jié)果見表1。從表1可以看出，采用臭氧直接對污水進行氧化，污水的色度和COD均有所降低，COD降低幅度為16% ～21%。相同條件下，催化臭氧氧化相比直接臭氧氧化，COD的去除率可以提高一倍，脫色較優(yōu)，采用催化氧化的臭氧投加量為直接臭氧氧化的50%。

表1 催化氧化與臭氧氧化處理效果對比Tab.1 Contrast of catalytic oxidation and ozone oxidation effect

3 結(jié)論

a.采用催化臭氧氧化技術(shù)對己內(nèi)酰胺廢水生化處理出水進行深度處理是可行的，當(dāng)臭氧投加量大于30 mg/L、停留時間大于40 min，COD去除率可達到37.4%，脫色效果明顯。

b.非均相催化臭氧氧化比常規(guī)臭氧氧化節(jié)約臭氧量近一半，可降低污水處理成本，且氧化和脫色效果更優(yōu)。

［1］ 黃敬.膜生物反應(yīng)器處理己內(nèi)酰胺生產(chǎn)廢水［J］.工業(yè)用水與廢水，2007，38(4):58 －61.

［2］ Lin Shusung，Gurol M D.Catalytic decomposition of hydrogen peroxideon iron oxide:kinetics，mechanism and implications［J］.Environ Sci Technol，1998，32(10):1417 －1423.

［3］ 劉小秦.厭氧生化技術(shù)在己內(nèi)酰胺廢水處理中的應(yīng)用［J］.合成纖維工業(yè)，2003，26(1):14 －16.