摘要：研究了用濕式空氣氧化法處理紡織印染廢水的過程，并建立了相應(yīng)的動力學(xué)模型．在300℃下，用濕式空氣氧化法處理120 min可使紡織印染廢水的coD去除率達到56％，同時，可使廢水的可生化降解性由o．04提高到o 40．有利于對這種廢水進行進一步的處理．印染廢水的污染物由多種組分構(gòu)成，在一定的反應(yīng)溫度下有些污染物能被氧化，有些污染物則不能被氧化根據(jù)這一特點建立了紡織印染廢水濕式氧化過程的動力學(xué)模型，模型擬合結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)吻合良好．
紡織印染廢水具有較高的色輝度和化學(xué)需氧量，是紡織工業(yè)的主要污染源，紡織印染廢水成分復(fù)雜，主要含有多種染料、顏料及染色助劑，而且這些物質(zhì)含有較穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu)．難以用一般的方法進行處理．濕式空氣氧化(wAO)方法是在高溫高壓下利用空氣作為氧化劑將廢水中的有機物氧化為cO：和H：on]，具有處理范圍廣，處理效率高，氧化速度快，不形成二次污染等特點．研究表明，濕式氧化技術(shù)能有效地處理含酚類、氰類等有害有機物的工業(yè)廢水o’“，以及紡織工業(yè)中的退漿廢水n’“．本文將應(yīng)用wAO技術(shù)處理紡織印染廢水，并建立這一過程的動力學(xué)模型．
1材料與方法
1．1反應(yīng)裝置
wAo反應(yīng)裝置由反應(yīng)器、廢水供應(yīng)器和氣體供應(yīng)器組成，如圖l所示．反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有電加熱夾套和冷卻系統(tǒng)，兩者綜合作用可精確地控制反應(yīng)溫度
1．2實驗材料
紡織印染廢水來自中國染廠，其cODcr為ll loomg／L，BoD；為440“g／L，pH為6．61．化學(xué)試劑均為分析純．
1．3分析方法
cOD的測定采用HAcH—DR2000 COD分析儀．測定試劑由o．05 g硫酸汞、2．5 mL濃硫酸和5 mL、l mol／L重鉻酸鉀組成．取2 mL水樣加上測定試劑密閉搖勻后在150℃下加熱2 h，冷卻后用c0D分析儀測定其cODcr值．B()D。采用經(jīng)典的稀釋接種法進行分析．
1．4 wAO過程操作方法
將反應(yīng)器預(yù)熱到60～70℃后泵人1．4 L廢水，并用壓力為l MPa的氮氣排除反應(yīng)器中的空氣；然后密閉反應(yīng)器，開啟攪拌和加熱．當(dāng)達到設(shè)定溫度后迅速充氧氣至設(shè)定的氧分壓，并維持恒定的溫度進行反應(yīng)，定時取樣，并在取樣結(jié)束后開啟供氧閥以補償因取樣引起的氧分壓下降。
2實驗結(jié)果與討論
2．1加熱引起的CoD變化
把廢水加熱到設(shè)定的溫度需要較長的時間，如1～2 h．盡管加熱過程沒有氧氣存在，但也會使廢水coDc，發(fā)生變化，如圖2所示．當(dāng)廢水由20‘c加熱到150℃時，CoD去除率很小，只有o．09％，隨著溫度升高，因加熱而引起的cOD去除率增加，到300℃時可使cOD去除率達到18％．其原因一方面是因為廢水中的揮發(fā)性物質(zhì)在加熱過程中轉(zhuǎn)移到了氣相面；另一方面是因為污染物質(zhì)的熱分解“]．這一點也可從廢水可生化性的提高得到證明．可生化性為廢水的RoD和cOD的比值，表示廢水生化降解的難易程度．廢水可生化性的提高通常意味著大分子有機物降解為小分子有機物”．
2．2印染廢水的wAO處理
在不同的溫度下進行了印染廢水的wAo處理，實驗結(jié)果示于圖3．廢水的cOD去除率隨反應(yīng)溫度的升高而增加．在150 c和200℃下分別處理120 min后廢水cOD的去除率分別為8％和30％，在300℃下處理120 min后廢水COD的去除率可達到56％．相對于紡織工業(yè)中的退漿廢水而言，印染廢水較難處理o]．印染廢水的這種難以氧化的性質(zhì)是由染料的功能決定的，因為染料必須能承受染色工藝中的加熱、漂白等過程．印染廢水含有染料、顏料及染色助劑等多種成分．這些物質(zhì)被氧化或裂解所需的活化能各不相同，有些物質(zhì)較容易氧化．有些物質(zhì)則難以氧化．在低的反應(yīng)溫度下易被氧化的物質(zhì)能被緩慢地降解，c0D去除率緩慢升高，但反應(yīng)溫度達不到大部分污染物氧化所需要的活化能，反應(yīng)結(jié)束后cOD的去除率仍很低．在高溫下，反應(yīng)速度較快，能被氧化的物質(zhì)迅速降解，而一些難以被氧化的物質(zhì)則仍殘留在廢水中，因此在反應(yīng)的初始階段coD去除率迅速升高，在反應(yīng)中后期cOD保持相對穩(wěn)定．WAo處理對印染廢水可生化性的影響示于圖4．在300‘c處理120 min后可使廢水的可生化性由o．04提高到o．40．廢水可生化性的提高有利于用生化法對廢水進行進一步處理，也有利于環(huán)境的自凈作用．
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