催化臭氧氧化降解糖蜜酒精废水的研究

以SnO2为催化剂,研究糖蜜酒精废水在臭氧条件下的氧化降解反应,为糖蜜酒精废水的治理提供一种新的处理方法.研究表明,SnO2加速了臭氧氧化反应,使糖蜜酒精废水的氧化降解加快.影响糖蜜酒精废水氧化降解的主要因素有臭氧流量、废水的初始pH和催化剂用量等.加大臭氧流量及增加催化剂用量,均有利于糖蜜酒精废水的降解.适宜的反应条件是:糖蜜酒精废水的稀释倍数为10倍,臭氧流量为130 mg/h,催化剂用量为2.500 g/L,废水的初始pH为4.25,温度为30 ℃.在该条件下反应60 min,废水的脱色率为60.2%,COD去除率为44.5%.动力学分析表明,单独臭氧氧化降解糖蜜酒精废水和SnO2催化臭氧氧化降解糖蜜酒精废水均为拟一级反应.     

Chemical oxidation of wastewater from molasses fermentation with ozone

Color removal from biologically pre-treated molasses wastewater by means of chemical oxidation with ozone has been investigated. Batch experiments have been performed in order to analyze the influence of ozone dosage and reaction time on color removal, molecular weight distribution and decolorization kinetics. Depending on the applied ozone dosage, color removal from 71% to 93% and COD reduction from 15% to 25% were reached after 30 min reaction time. TOC values remained constant throughout ozonation. Gel permeation chromatography corroborated that high molecular weight compounds, responsible for the brown color, were present in raw wastewater. UV spectral studies confirmed that these colored compounds were melanoidins. As a result of ozonation the concentration of chromophore groups decreased. Ozonation of synthetic melanoidin under the same experimental conditions provided similar color removal efficiencies. Pseudo-first order kinetics with respect to colored compounds were found.     

臭氧氧化预处理难降解农药废水的研究

采用臭氧氧化技术预处理脲类农药生产废水,调节废水pH至弱碱,在此基础上考察废水臭氧氧化预处理的影响因素,得出最佳预处理条件：COD为200 mg/L,初始pH为11.3,臭氧投加量为14.2 mg/L。连续预处理180 min后,可生化性从0.12提高到0.58,说明该项技术可大大提高脲类农药废水的可生化性。     

活性炭催化臭氧氧化深度处理工艺对酵母发酵废水中有机物的去除特性分析

酵母发酵废水经过厌氧膨胀颗粒污泥床（EGSB）-好氧膜生物反应器（MBR）组合工艺处理后,仍含有较高浓度的COD,不能满足排放要求。以发酵废水处理过程中MBR处理单元的出水为研究对象,选择活性炭催化臭氧氧化作为其深度处理工艺,以活性炭吸附和单独臭氧氧化工艺作为对比,重点考察了活性炭催化臭氧氧化深度处理工艺对发酵废水中有机物的去除效能,并借助红外光谱、三维荧光光谱和气相色谱-质谱联用等方法,详细分析了发酵废水深度处理过程中有机物的变化规律。研究结果表明,活性炭催化臭氧氧化深度处理工艺对发酵废水中的芳香族化合物、具有共轭双键的有机物及色度具有良好的去除效果;并且对废水中酸类、醇类和醛类等有机物有较好的降解、转化和去除效果。此外,活性炭催化臭氧氧化工艺还可以使以烷烃、卤代烃、醇类、酯类和酮类为主的大分子有机物的含量大幅度减少。     

Enhanced ozonation of simulated dyestuff wastewater by microbubbles

The ozonation of synthetic wastewater containing azo dye, CI Reactive Black 5, was investigated using a microbubble generator and a conventional bubble contactor. The microbubble generator produced a milky and high intensity microbubble solution in which the bubbles had a mean diameter of less than 58 microm and a numerical density of more than 2.9 x 10(4) counts ml(-1) at a gas flow rate of less than 0.5 l min(-1). Compared with the bubble contactor, the total mass transfer coefficient was 1.8 times higher and the pseudo-first order rate constant was 3.2-3.6 times higher at the same initial dye concentration of 100 mg l(-1), 230 mg l(-1) and 530 mg l(-1) in the proposed microbubble system. The amount of total organic carbon removed per g of ozone consumed was about 1.3 times higher in the microbubble system than in the bubble contactor. The test using terephthalic acid as the chemical probe implied that more hydroxyl radicals were produced in the microbubble system, which contributed to the degradation of the dye molecules. The results suggested that in addition to the enhancement of mass transfer, microbubbles, which had higher inner pressure, could accelerate the formation of hydroxyl radicals and hence improve the oxidation of dye molecules.     

介质阻挡等离子放电臭氧氧化乙醛废水

对介质阻挡等离子体放电产生臭氧以及臭氧氧化乙醛模拟废水(乙醛水)的过程特性进行了研究。纯氧的介质阻挡等离子放电产生含有一定臭氧浓度的氧气流,含臭氧的氧气流通入模拟乙醛废水中对乙醛进行臭氧氧化。研究发现,乙醛可以被臭氧深度氧化成CO和CO2,CO2的选择性为66%~80%。乙醛去除反应是臭氧浓度的一级反应和乙醛浓度的一级反应。臭氧氧化乙醛的能量效率随能量密度的增加而降低。研究还表明,如能循环使用未能和废水中的乙醛发生反应的臭氧有望降低臭氧处理废水的成本。     

非均相催化臭氧氧化深度处理炼油废水

采用非均相催化剂催化臭氧氧化处理炼油废水,考察了催化剂负载率、pH、催化剂投加量和臭氧投加量及反应时间对处理效果的影响。结果表明,组合工艺最佳工艺条件为:催化剂负载率2.1%、pH 9、催化剂投量80 g/L、臭氧投量8.1 mg/L、反应时间60 min,COD、石油类、NH3-N、硫化物和SS去除率分别为91.3%、92.7%、80.5%、34.5%和59%。处理炼油废水过程中组合工艺存在明显协同效应,协同因子为1.47。中间臭氧氧化和催化臭氧氧化在最优工艺条件下对炼油废水COD的降解均符合准一级动力学规律。基于叔丁醇的实验结果,结合降解动力学可以推测,降解炼油废水过程中非均相催化剂催化臭氧产生高活性羟基自由基是降解效率提高的主导因素。     

Ecotoxicologial evaluation of wastewater ozonation based on detritus-detritivore interactions

Advanced oxidation technologies such as ozonation have been proposed to improve removal efficiency of micropollutants during wastewater treatment. In a meta-analysis of peer-reviewed literature, we found no ecotoxicological effects of wastewater ozonation on invertebrates (n = 82), but significant adverse effects on bacteria (n = 24) and fish (n = 5). As information on functional endpoints or trophic interactions is lacking, we applied a bioassay relating to leaf litter decomposition to fill this gap. Leaf discs exposed to ozone-treated wastewater with a high (1.04 mg O₃ (mg DOC)⁻¹, n = 49) ozone concentration were significantly preferred by an aquatic detritivore, Gammarus fossarum, over discs conditioned in wastewater not treated with ozone. This effect might have been mediated by reduced bacterial and elevated fungal biomass, and appears to be the first demonstration of wastewater ozonation impacts on invertebrates and an associated ecosystem process. In accordance with the food-choice trials, chemical analyses revealed significantly decreased concentrations of organic micropollutants in wastewater treated with ozone at high concentrations. Thus, food-choice trials as applied here hold promise to assess environmental effects of advanced oxidation technologies in wastewater treatment and appear to be a valuable complement to the ecotoxicological toolbox in general.     

糖蜜废水生化法处理的现状和最新进展

本文综述了国内外糖蜜废水的生化法处理的现状和最新进展     

臭氧催化氧化工艺深度处理印染废水

采用正交实验对催化剂NiO/γ-A12O3的制备条件进行优化,并探讨臭氧催化氧化法对于印染废水的深度处理效能.结果表明,最优的催化剂制备条件为:浸渍液浓度为3％、浸渍时间为4h、灼烧温度为450℃、灼烧时间为3h.臭氧催化氧化反应15 min时,COD浓度由84.22 mg/L降低至50.00 mg/L以下;氨氮浓度由10.88 mg/L降低至5.01 mg/L;色度去除率达到69％,明显高于单纯臭氧氧化的反应效率.     

pH对微气泡臭氧氧化处理染料废水影响

微气泡技术有助于改善废水臭氧氧化处理效果,p H值是影响微气泡臭氧氧化处理性能的重要因素。考察了不同初始p H值条件下,微气泡臭氧氧化处理酸性大红3R废水性能。结果表明,p H值对微气泡曝气中臭氧分解速率具有显著影响,强酸性和碱性条件下,微气泡曝气中臭氧分解速率均明显高于中性条件。同时,酸性和碱性条件下,微气泡臭氧氧化处理酸性大红3R的脱色速率和TOC去除速率明显高于中性条件。酸性条件下臭氧微气泡氧化能力最强,TOC去除速率约为中性条件的2倍,TOC去除率可达83.1%。酸性、碱性和中性条件下TOC去除量与臭氧消耗量的比值(R)分别为0.0372、0.0298和0.0180 mg/mg。不同初始p H值下微气泡臭氧氧化处理酸性大红3R过程中,臭氧利用率均高于99%。     

焦化废水臭氧催化氧化过程的污染物降解特征

为了考察焦化废水臭氧催化氧化深度处理过程中污染物的降解特征,对处理过程中的废水进行了COD、TOC、BOD、紫外可见光谱、高效液相色谱、气相色谱-质谱联用（GC-MS）和凝胶色谱等多种分析。结果表明：经臭氧催化氧化处理后,废水的COD、TOC和UV254均降低,降低速度大小为UV254 >COD >TOC;臭氧催化氧化可提高废水的可生化性,但氧化时间进一步延长,可生化性反而降低;液相色谱表明非极性物质优先得到去除;凝胶色谱表明分子量较小的物质优先去除;GC-MS结果表明焦化废水混凝出水中主要成分为苯酚类、杂环化合物、多环芳烃及其衍生物,臭氧催化氧化处理后这些化合物都得到有效降解。     

改性蔗渣焚烧灰去除糖蜜酒精废液中硫酸根

以改性蔗渣灰（MBA）为吸附剂,通过单因素实验,等温吸附模型拟合实验和正交实验,探讨了MBA去除糖蜜酒精废液的高浓度硫酸根离子的实验条件。结果表明,当MBA粒径60目,投加量为3 g·（25 mL）-1,反应温度45℃,pH为4.2,反应时间50 min时,溶液中的硫酸盐去除效果最优。等温吸附模型拟合结果表明,Langmuir模型更适合拟合该过程,MBA去除硫酸根离的反应为单分子层吸附。正交实验次优反应条件可以确定为：废液浓度为稀释15倍,MBA投加量3.0 g·（25 mL）-1,MBA粒径80目,反应时间1 h,反应温度为35℃。经验证,硫酸根离子的去除率达到88.86%。     

臭氧氧化法处理焦化废水生化出水的反应动力学简

对臭氧氧化去除焦化废水生化出水COD的反应动力学及其影响因素进行了实验研究,结果表明,在臭氧投加量为8.50 mg/min,反应温度为20℃和初始pH为10.61条件下,对COD的降解符合表观一级反应动力学模型,其相关系数R²=0.9991,表观反应速率常数k_Abs=1.01×10^-3 s^-1。该条件下,臭氧氧化对COD的降解主要来源于高活性羟基自由基的强氧化作用。在不同的臭氧投加量（4.25~12.75 mg/min）、不同的反应温度（10~40℃）和不同的初始pH（3.76~12.53）下,COD的降解也同样遵循一级反应动力学规律。随着臭氧投加量的增大,COD降解的表观反应速率常数从（0.554×10^-3） s^-1增加到（1.06×10^-3） s^-1;随着反应温度的升高,表观反应速率常数从（0.427×10^-3） s^-1增加到（1.40×10^-3） s^-1,温度越高反应速率提高的幅度却越小;在初始pH3.76~10.61范围内,表观反应速率常数从（0.218×10^-3） s^-1增加到（1.01×10^-3） s^-1,在初始pH为12.53时表观反应速率常数下降到（0.857×10^-3） s^-1。     

臭氧氧化法处理焦化废水生化出水的反应动力学

对臭氧氧化去除焦化废水生化出水COD的反应动力学及其影响因素进行了实验研究,结果表明,在臭氧投加量为8．50mg／min,反应温度为20＇E和初始pH为10．61条件下,对COD的降解符合表观一级反应动力学模型,其相关系数R。=0．9991,表观反应速率常数k。。=1．01×10^-3s-1。该条件下,臭氧氧化对COD的降解主要来源于高活性羟基自由基的强氧化作用。在不同的臭氧投加量（4．25～12．75mg／min）、不同的反应温度（10～40℃）和不同的初始pH（3．76～12．53）下,COD的降解也同样遵循一级反应动力学规律。随着臭氧投加量的增大,COD降解的表观反应速率常数从（0．554×10^-3）s-1增加到（1．06×10＆-3）s-1;随着反应温度的升高,表观反应速率常数从（0．427×10^-3）s-1增加到（1．40×10-3）s-1,温度越高反应速率提高的幅度却越小;在初始pH3．76～10．61范围内,表观反应速率常数从（0．218×10^-3）s-1增加到（1．01×10^-3）s-1,在初始pH为12．53时表观反应速率常数下降到（0．857×10^-3）s-1。     

催化湿式氧化法处理糖蜜酒精废液的研究

以非贵金属Cu、Fe、Mn和Ce为主要活性成分和TiO2、γ-Al2O3为载体，制备了10种用于催化湿式氧化法处理糖蜜酒精废液的催化剂。考察了载体、焙烧温度、成分配比对催化剂催化活性与稳定性的影响，研究了氧气分压、催化剂投加量、反应温度和反应时间对催化湿式氧化过程的影响规律。结果表明：（1）Fe-Mn／γ-Al2O3（3：1：1）催化剂是催化湿式氧化法处理糖蜜酒精废液的可选催化剂；（2）适宜的氧气供应量为理论需氧量的3．4～4．6倍。催化剂的投加量以10g／L为佳；在300℃下反应30min或在280℃下反应60min,处理水可达到污水综合排放标准GB9878—1996的三级标准。     

二级出水中亚硝胺类消毒副产物分布及臭氧化特性

在污水深度处理过程中,臭氧氧化通常用来去除二级出水中的难降解有机物,提高后续深度处理工艺的处理效率。针对臭氧氧化对二级出水中亚硝胺类消毒副产物的作用,以城市污水厂二级出水为研究对象,采用固相萃取及超高效液相串联三重四级杆质谱联用仪作为分析测试手段,对二级出水中亚硝胺类消毒副产物的分布及臭氧化特性进行研究。结果表明,二级出水中7种亚硝胺类物质浓度由大到小依次为NPYR、NDIP、NDBA、NDMA、NMEA、NDPA和NDEA,均值分别为250、45.96、31.17、28、4.92、4.71和2.15 ng·L-1。随着臭氧投加量的提升,臭氧氧化会使二级出水中的亚硝胺类物质含量增加,特别是NPYR、NDIP、NDBA和NDMA 4种物质;但亚硝胺类物质的生成势却随之降低,且在臭氧氧化作用下亚硝胺的生成势降低量明显高于其自身的增加量,臭氧投加量越大,二者之间的差异越明显。臭氧氧化导致亚硝胺生成势的降低作用可以减少后续深度处理工艺及消毒过程中该类物质的生成,有利于保障再生水的回用安全。     

Mn3O4催化臭氧化钻井废水的作用机理

通过静态实验,探讨了Mn3O4对钻井废水臭氧化过程的催化作用机理,考察了Mn3O4及Cl-对臭氧分解、水体湍动程度、羟基自由基抑制剂碳酸氢根和叔丁醇的加入对COD去除率的影响,分析了反应过程中TOC和pH的变化。结果表明,催化剂加量为100 mg/L时,臭氧分解率由单独臭氧时的38.2%增加到81.4%,Mn3O4对钻井废水中有机物的吸附去除率仅为2%,O3/活性炭体系对COD去除率与单独臭氧效果接近,说明臭氧在催化剂表面存在吸附作用,促进臭氧分解;水体不搅拌与搅拌速度增加为900 r/min时,COD去除率由52%增加到58%,搅拌程度对钻井废水COD去除效果影响不大;HCO3-浓度为100 mg/L时,COD去除率降低到41.2%,说明了体系中有羟基自由基产生;氯离子浓度为1 000 mg/L,臭氧的分解率降低了9.2%,证明了臭氧在催化剂表面的吸附作用;羟基自由基抑制剂叔丁醇的加入,使得COD去除率由54.3%降低为40.8%,证实了反应体系中存在羟基自由基。同时在反应过程中,体系的TOC 由191.9 mg/L降低至37.6 mg/L;pH由原来的11.2降低到6.3。实验现象说明,臭氧吸附在Mn3O4催化剂表面,分解产生羟基自由基,进而氧化去除钻井废水中有机物,这在某种程度上证明了Mn3O4催化臭氧化对有机物的降解遵循羟基自由基机理。     

催化湿式氧化法处理糖蜜酒精废液的研究

以非贵金属Cu、Fe、Mn和Ce为主要活性成分和TiO2、-γA l2O3为载体,制备了10种用于催化湿式氧化法处理糖蜜酒精废液的催化剂。考察了载体、焙烧温度、成分配比对催化剂催化活性与稳定性的影响,研究了氧气分压、催化剂投加量、反应温度和反应时间对催化湿式氧化过程的影响规律。结果表明:(1)Fe-Mn/-γA l2O3(3∶1∶1)催化剂是催化湿式氧化法处理糖蜜酒精废液的可选催化剂;(2)适宜的氧气供应量为理论需氧量的3.4~4.6倍,催化剂的投加量以10 g/L为佳;在300℃下反应30 m in或在280℃下反应60 m in,处理水可达到污水综合排放标准GB9878-1996的三级标准。