某嗎啉甲胺廢水 光化學氧化技術小試實驗報告

本次收到廢水為膜過濾前廢水，主要污染物為嗎啉、甲胺，廢水數據詳見下表：

針對來水檢測數據如下：

從檢測數據上看，實際收到的水樣的COD與客戶預計的水樣有一定的差距，有可能受檢測方法或檢測設備的影響。

2.處理目標：

（1）降解COD，實現出水COD＜5000 mg/L的目標；

（2）提高可生化性，后續進入生化處理；

（3）尋找最佳投資點。

二、設計處理工藝

1. 高級氧化技術介紹

典型工業廢水（如醫藥、化工、印染等）常具有有機物含量高、成分復雜、鹽含量高、可生化性差等特點，因此常規的生化工藝很難對其中的有機物進行有效處理。如圖1所示，高級氧化技術是在臭氧、紫外等單一氧化法基礎上發展起來的新型化學氧化技術，其作用機理是利用原位產生的強氧化性自由基或活性基團，如最常見的羥基自由基（·OH），與有機物發生化學氧化反應，實現其斷鍵或降解，可將其直接礦化或氧化提高廢水的可生化性。

高級氧化技術是20世紀80年代發展起來的處理廢水中難降解有機污染物的新技術。根據所用氧化劑及催化條件的不同，常見的高級氧化技術有以下幾類：Fenton氧化、紫外光催化、催化臭氧氧化、濕式氧化、超臨界水氧化、電化學氧化等。由于高級氧化技術具有反應快速、適用范圍廣等優點，引起世界各國廣大專家、學者及工程設備研究人員的重視，并相繼開發了多種處理工藝和設備，使高級氧化系統展現出一定的生命力和競爭力。

圖1高級氧化技術原理示意圖

2. 光化學氧化技術

（1）技術介紹

在紫外線激發下，H₂O₂可產生具有很強氧化性的羥基自由基，可將有機污染物最終礦化為CO₂和H₂O，其中間產物具有較多含氧官能團，可有效提高廢水的可生化性。

（2）UV/ H₂O₂基本原理：

H₂O₂ +hv 2

 +H₂C = CHR  HOCH₂ -

 + R-H   +H₂O

 + pollutants  CO₂ +H₂O

本方案采用UV/ H₂O₂高級氧化工藝，反應效率較高，無副產物（如污泥等）產生，減少了二次處理的費用；高級氧化系統占地面積小，減小了土建投資費用；UV光化學系統及催化劑投加系統均可根據水質、水量進行調節，一定程度上降低了設備的運行成本。

三、實驗數據及描述

1.試驗方法

（1）本次實驗為內循環試驗。

（2）測試過程中由于水樣COD超過測試量程，故對水樣稀釋100倍進行COD測試處理。

 2.光化學反應過程圖

圖2  調整pH≈3條件下光化學反應過程圖

3.數據分析

表1 實驗過程中COD數據對比分析及過程PH、電導率變化

 圖3 調整pH≈3條件下COD去除效果圖

結合表1和圖3可以看出，原水經調整pH至3左右，水樣經過光化學氧化反應后COD的濃度有明顯降低。在反應到16小時后，COD濃度已由18510 mg/L降至4666 mg/L，去除率可達74.79%，滿足出水COD＜5000 mg/L的目標要求。綜合以上數據結果發現，光化學氧化反應對該水樣中有機污染物具有明顯的去除效果，可有效加速難降解有機物的分解和礦化，實現出水指標要求。

4.結論
      1) 原水經pH調整至3左右，光化學氧化技術小試實驗進行16小時后，COD濃度已由18510 mg/L降至4666 mg/L，去除率可達74.79%，滿足出水COD＜5000 mg/L的目標要求。表明光化學氧化技術對嗎啉甲胺廢水中有機物具有較好的去除效果。

2) 按照目前小試條件試驗，在調整pH條件下，直接運行成本約95.99元/噸水，詳細情況如下：

四、下一步實驗及工藝設計建議

本小試實驗結果能證明該水樣采用光化學氧化技術實現COD處理目標的可行性。下一步可以通過優化運行參數，尋找化學氧化技術的最佳條件，進一步確定噸水運行成本。若條件允許，可以進行現場中試實驗，從而為工藝設計提供充分依據。