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摘要：工业的迅猛发展，高盐有机废水的大量排放，对生态环境带来了不利的影响。因为，该类型废水具有盐度高、降解困难的特点，选择传统的废水处理技术，很难达到应有的效果。臭氧和双氧水的协同，能够将难降解有机物进行降解，是一种高效的有机废水处理技术。对此，文章探讨了臭氧和双氧水在高盐有机废水处理中的应用，以供参考。
关键词：臭氧和双氧水；高盐有机废水；应用
在某煤化工企业制油项目中，反渗透浓水是污水系统中主要产生的污水，含有较高盐量，可生化性较低，有机物降解困难[1]。当前，我国在反渗透浓水处理中，常用处理方式有：活性炭吸附，混凝沉淀以及Fenton氧化，前两种污水处理方式并不能将水中有机物全部降解，还会产生污泥，导致二次污染，后一种虽然能够有效降解污水中的有机物，却因添加药物过多，产生更大污泥量。臭氧与双氧水协同是一种新的污水处理方式，将其应用到工程的污水处理中，能够满足降解需求，还不会产生二次污染问题，下文对此展开探讨。
1.废水水量与水质特点
在本次工程中，所选择的臭氧与双氧水协同的催化氧化装置能够一次处理污水量越150m3/h，具体水质情况如下：待处理污水为CODcr，最大pH值为8.57，密度为130mg/L，电导率为19920μS/cm；最小pH的值7.71，密度为102mg/L，电导率为14390μS/cm；最小pH的值7.71，密度为102mg/L，电导率为14390μS/cm；平均pH值为8.10，密度为112mg/L，电导率为16951μS/cm。并且，待处理污水电导率较高，pH值偏碱性。
2.物理处理方式
2.1焚烧法
在高盐有机废水处理中，因待处理废水中含有高浓度的可溶性无机盐，增大了污水的降解难度。焚烧法是传统废水处理常用方式，主要是将废水放在800-1000℃的高温下进行焚烧，使污水内的有机物与空气内的氧产生激烈的化学反应，释放能量与高温燃烧气，以及稳定性强的固体残渣[2]。据悉，在对某厂的废水进行焚烧处理时，因废水中含有较高浓度的有机物，COD超过4万mg/L，含盐量高于5%，经过高温焚之后，COD含量明显降低，仅有150mg/L，污水中含有粉尘，讲过沉淀处理，处理后的水达到了国家规定的排放标准。以经济效益来看，焚烧法咋应哟很，约318元能够处理一吨废水，与常规的生化处理与物化处理结合的消耗费用422元/吨、高效蒸馏浓缩法消耗费用390元/吨相比，焚烧法更加经济。
2.2电化学法
在对高盐有机废水降解过程中，因废水中含有大量的无机盐，导电性能较高，对此，可采用电化学法对污水进行处理。如：在某工厂的生产废水处理中，选择炭膜和三维电极耦合，对污水进行分解处理，结果表明，该技术的应用，将COD的值由原先的4514mg/L讲解到1050mg/L，污水中COD的去除率高达77%。
2.3电渗析与反渗透法
为去除污水中的有机物以及可溶性无机盐，可选择电渗析法与反渗透膜分离技术，在电渗析应用中，交替放置阳离子交换膜与阴离子交换膜，废水在其中流动，直流电流作为离子移动的动力，废水中的含盐量岷县降低，无机盐浓缩。反渗透技术的应用，渗透压力使废水由半渗透膜中过滤，实现了水与溶解的无机盐相分离，废水处理较为高效，适用范围广泛。
2.4膜分离技术
在污水处理中，膜分离技术主要选择的是半透膜，通过对不同的分子混合物进行分离，达到污水处理效果。半透膜壁上充满小孔，通过微滤，超滤，纳滤，电渗析与反渗透等，对废水进行科学处理，以此达到国家规定的排放标准，降低河道与地下水污染问题。在高盐有机废水处理中，新型超滤膜分离不仅去除了废水中的溶解盐，还去除了废水内的悬浮物、微生物、胶体等，废水的色度明显降低，并且，废水中的COD也被去除一部分。
随着国家越发重视废水处理问题，带动了多种处理方式的发展[3]。上文介绍了污水的多种处理方式，物理处理法具有操作便利、经济且处理迅速等优势，但是，在高盐有机废水处理分解中，常规的处理方式在处理污水内的COD时，仅能去除一部分。虽然，电化学法的应用能够大量去除污水中的COD，不过，该种处理方式稳定性较低。臭氧和双氧水的协同催化方式是一种新的污水处理方法，去除COD的效果稳定，满足国家规定标准，下文对此展开探讨。
3.臭氧与双氧水协同催化的氧化装置
在工程的污水处理中，根据待处理污水的量，设计了两组协同处理装置，每组装置能够处理水量75m3/h，停留时间1h，当三级氧化塔呈串联形式运行，则每级氧化塔的氧化催化剂需要添加30%的催化剂，回水流量应控制在50%，氧化装置如图1所示，每组氧化装置主要是由三级氧化塔构成，前两级的氧化塔填装氧化催化剂，每级氧化塔配备了回流泵、反水洗泵、管路、臭氧曝气、双氧水加药等装置，通知，在每组装置中，还装设了臭氧发生器[4]。
图1 臭氧和双氧水协同催化氧化装置
4.工程调试与运行
在臭氧与双氧水的协同催化的氧化装置调试中，应重视以下两方面内容：其一，在双氧水添加至一定量时，应向其中添加臭氧，通过不同臭氧的添加，观察装置的处理水平，选出最佳臭氧投放量。其二，当臭氧添加到一定量时，通过添加不同双氧水，选择最佳的双氧水添加量。
4.1臭氧投加量的选择
三级氧化塔作为臭氧与双氧水添加处，可将双氧水添加量控制在40mg/L，臭氧添加量分别选择60mg/L、130mg/L、200mg/L、270mg/L与340mg/L，对氧化塔进水与不同臭氧添加处理后的水进行检测，查看CODcr含量，以此判断出最佳臭氧投放量，提高污水处理效率。结果显示，随着臭氧添加量不断提升，CODcr的去除率分别为20.1%、40.2%、52.5%、62.0%、61.9%，在臭氧投放270mg/L与340mg/L时，CODcr的去除率呈现出下走状态。在臭氧添加量较少时，双氧水与催化剂对能够产生的氢氧离子较少，且浓度较低，仅能降解污水中的微小分子，对于大分子的有机物，也仅能微量降解。臭氧添加量不断增长，在双氧水、臭氧的双重催化下，氢氧离子产生量与浓度大幅度增长，不仅能够对小分子有机物，还能将大分子有机物进行降解，使其成为小分子有机物，以此达到有效的降解效果。由检测结果可知，在臭氧添加量由270mg/L增加到340mg/L时，CODcr的去除率降低了0.1%，由此可见，270mg/L为本次工程中臭氧最佳添加量。
4.2双氧水投加量的选择
为选择出最佳的双氧水添加量，此次将氧化塔中臭氧添加量控制在270mg/L，将不同量的双氧水投入其中，以此得出最佳选择。考虑到双氧水的特性，双氧水的加入量分别控制在0、40mg/L、60mg/L，选择氧化装置运行前的金属、运行后每隔1h的出水检测CODcr的浓度，结果如下所示：不添加双氧水时，随着污水处理时间的增长，CODcr的去除率逐步稳定在43%；当双氧水添加量控制在40mg/L，反应1h后，出水样中CODcr的去除率达到62%，随着时间的延长，CODcr的去除率逐渐上涨，最终停留在63.8%不变；当双氧水添加到60mg/L时，随着反应时间的增长，CODcr的去除率几乎没有变动，为60.1%。实际上，在双氧水与臭氧协同处理装置中，双氧水添加量适当，着双氧水在污水中所生成的中间体、催化剂能够帮助臭氧加速生成氢氧离子，以便更快将有机物的大分子结构降解为小分子结构，并进一步分解为水和二氧化碳。当双氧水添加量较低时，双氧水与污水反应速度较慢，生成催化剂与中间体的速度缓慢，促进臭氧分解并生成氢氧离子的速率偏低，因此，在双氧水添加量较少时，CODcr的去除率较低，且去除率呈现出上升状态。然而，若双氧水添加量较多，则CODcr的去除率处于正常状态，且几乎不随反应时间变化而变化。不过，在本次试验中可以发现，虽然投入60mg/L的双氧水，CODcr去除率能够一步达标，但是，其最终去除率明显低于40mg/L的投放量。通过分析得出：双氧水添加量过多，双氧水与中间产物直接与臭氧所分解的氢氧离子发生反应，氢氧离子的浓度降低，能够降解污水的氢氧离子减少。因此，选择40mg/L的量投放双氧水，能够达到最佳的污水处理效果。
4.3氧化装置运行情况
在本工程的臭氧氧化装置运行中，当双氧水的添加量控制在40mg/L，臭氧添加量控制在270mg/L，对CODcr去除率进行检测，最终得出：随着装置运行天数的增加，CODcr去除率在60%上下浮动，去除率最低为57.1%，最高为64%。去除效果明显，对出水中的CODcr进行检测，其浓度满足了国家规定的排放标准。
5.总结
总而言之，面对工厂中大量排出的高盐有机废水，以常规的物理处理法很难达到国家规定的排放量，而臭氧与双氧水的协同催化氧化装置的应用，只需要将臭氧添加量控制在270mg/L，双氧水的添加量控制在40mg/L，就能够保障污水中CODcr的去除率达标。对此，在工厂污水处理中，积极引进臭氧与双氧水的协同氧化装置，有效降解污水有机物，达到国家排放标准，有效降低水污染情况。
参考文献：
[1]樊苑. 臭氧氧化技术在有机废水处理中的应用[J]. 资源节约与环保，2016（3）：60-60.
[2]王少雄，俞彬，张彦海，etal. 臭氧及双氧水处理高盐有机废水的工程应用[J]. 工业用水与废水，2018（5）：74-76.
[3]任明，孙淑英，金艳，etal. 催化臭氧氧化法处理煤化工高盐废水[J]. 环境工程，2018（08）：59-64.
论文作者:蔡福良
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/9
标签：双氧水论文; 臭氧论文; 废水论文; 污水论文; 有机物论文; 废水处理论文; 装置论文; 《防护工程》2019年9期论文;