臭氧电催化氧化工艺处理反渗透高盐浓水的研究及应用

     近年来随着社会发展及环保意识的提高,很多地区不仅关注废水的达标排放,还要求企业更大限度地回用废水,减轻对环境的污染。煤化工等行业的反渗透高盐浓水中的难降解有机物不利于后续的盐结晶分质回收,严重影响了企业项目的运行。

本论文中反渗透高盐浓水的COD为750～800 mg/L,电导率为27.0～28.0 mS/cm,pH值为7.0～7.5,应企业要求,处理后的高盐浓水COD去除率达到60%以上,单位吨水能耗小于10 kW·h。通过研究臭氧电催化氧化工艺,满足企业对反渗透高盐浓水处理要求,也为其他类似废水的处理提供数据支撑。

分别采用电催化氧化法和臭氧氧化法对某煤化工焦化厂反渗透高盐浓水进行了小试实验处理,通过对比废水的COD(化学需氧量)去除率、pH、CON(电导率)、单位吨水能耗以及单位千克COD能耗的变化情况,利用单因素的实验优化了电催化氧化和臭氧氧化的工艺参数,同时确定了臭氧氧化法和电催化氧化法的更佳组合方式为臭氧-电催化氧化串联的方式。

臭氧-电催化氧化法确定的更优参数为:反应时间为60 min(臭氧反应30 min,电催化反应30 min),臭氧气态流量为0.1 L/min,臭氧气态浓度为32.0 mg/L,采用多电极体系,选用阳极材质为钌铱电极,阴极材质为钛电极,电流密度为5 mA/cm2,电极间距为1 cm。废水经过臭氧-电催化氧化工艺处理后,更终的COD去除率为67.6%。

臭氧-电催化氧化处理对应的单位吨水处理能耗为6.4 kW·h,对应的单位千克COD处理能耗为16.1 kW-h。根据小试实验优化的参数进行中试,设计了中试系统流程“原水桶—臭氧氧化反应器—中间水桶—电催化反应器—出水桶”以及制作了电催化反应器和臭氧反应器等,采用臭氧-电催化氧化的方式处理废水。

中试进水为某工厂焦化废水零排放车间二级反渗透高盐浓水,COD为750.0 mg/L,电导率为24.7 mS/cm,pH值为7.5,处理规模为2.4 m3/d,反应器连续运行9 h,更终COD的去除率为68.6%,臭氧-电催化氧化处理对应的单位吨水能耗为7.9 kW·h,单位千克COD处理能耗为18.5 kW·h。因此达到企业要求,具有一定的经济和技术可行性。

作者：张占勋;臭氧电催化氧化工艺处理反渗透高盐浓水的研究及应用[D];北京林业大学;2019年

北京同林可定制臭氧电催化氧化装置。