摘要 :研究了铁基催化剂整砌填料“微通道”结构对于高级氧化技术处理废水的必要性,定量分析了反应器中臭氧分解率与气液逆向流和布气装置气泡大小的关系。通过现场中试,求出填料的运行阻力系数和液泛点;应用软件对试验中70例“个案”进行了统计学分析和回归,得到了运行参数(臭氧当量、水力停留时间、进水水质)与COD去除率的函数关系,证明通过该工艺的处理可使出水水质稳定达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ类水标准。
马捷汀,博士,工程师,主要从事排水工程设计与废水深度处理技术研究。
铁基催化剂整砌填料特征分析
动力学分析
图 1 反应器照片
表 1 气程与臭氧衰减规律
运行工况研究
表 2 中试工况及废水处理效果
从表 2很难定量把握催化臭氧氧化反应的整体规律,这不仅是由于每次试验取样和测试分析存在误差,更为重要的是氧化反应为多因素作用。通过运用相关统计软件进行多因素回归分析,能较容易地找出各工况参数对工艺效果的影响。
首先把 35次试验中每次试验的二次取样测定结果作为70例“个案”,变量包括COD in 、 HRT、 G O3 、 L O3 、 O/C;因变量包括去除率 η COD 和出水浓度 COD out 。当然,这些变量中有的不是独立变量,有的对试验结果影响不大。首先,以 η COD 为因变量,对上述 6个因素进行回归分析,结果如图2所示。
COD in :试验点非常分散;不仅如此,线性回归和 3次方多项式回归基本水平(略向下),由此可见进水COD in 对处理效果影响的规律性不强。
G O3 :由于设备操控的原因,臭氧的供气浓度只能调节为数个浓度值,但线性回归直线基本水平,说明该参数对试验影响不大。
图 2 η COD 为因变量时各变量的回归曲线
图 3 COD out 为因变量时各变量回归曲线
表 3 试验设计方案及结果
图 4 响应曲面分析结果
结论
① 铁基催化剂整砌填料具有显著的性质优势,特别是其 “微通道”结构,满足了高级氧化中催化剂作用域的要求。
② 催化臭氧氧化反应器中,微气泡布气、气液两相逆流的运行方式,对氧化反应的益处巨大;正常工况范围内,铁基催化剂整砌填料水流阻力不大。
③ 催化氧化时,当臭氧当量比 O/C值较小时,随着O/C值的上升,对处理效果的作用较大,但O/C值超过2后,效果不再明显;填料区水力停留时间反映了氧化时间,在30~44min为宜。
④ 在上述参数范围内, η COD 可稳定在 60%以上。因此,当控制COD in 在 75mg/L以下时,可保证出水水质达到《地表水环境质量标准》Ⅳ类水标准。
本文的完整版刊登在《中国给水排水》2022年第5期,作者及单位如下:
铁基催化剂整砌填料催化臭氧的运行工况研究 马捷汀 1 ,刘新亚 2 ,马鲁铭 3 ,刘海燕 4 ( 1.上海市政工程设计研究总院 <集团> 有限公司,上海 200092;2.南京铭宁水处理科技有限公司,江苏 南京 211102;3.同济大学 环境科学与工程学院,上海 200092;4.通盛排水有限公司,江苏 南通 226017) 集团>
来源:中国给水排水/马捷汀等
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