臭氧催化协同氧化处理难降解有机氮废水

臭氧催化协同氧化处理难降解有机氮废水

随着功能化学品的快速发展，尤其是在农药、医药、印染、电子等行业的广泛应用，使得高浓度、难降解的有机废水越来越多，如R-3-氨基哌啶双盐酸盐，苯嘧磺草胺，醛肟，腙，酮肟，N,N-二甲基甲酰胺（DMF），这类废水成分复杂，含高浓度有机氮物质、高COD、高色度、高含盐量、高生物毒性，使之成为工业废水治理的难点。

一、处理现状

现有的水处理工艺对含氮废水以物化法耦合生化法为主，但对一些难降解有机氮(organic nitrogen，ON)处理效果不佳。有机氮一直是化工废水处理过程中的难点，目前大多通过物理法、化学法、物化法、生物法或上述方法的综合应用将有机氮转化成氨氮或彻底去除。

物理吸附法的效果取决于废水中含氮有机物的分子立体结构和吸附材料的性质，且吸附材料的再生性问题有待解决。超临界水氧化法不仅体积小、使用范围广，且处理过程中处于全封闭状态，准备过程繁复，成本高。

絮凝等物化法能有效去除部分有机氮，但需要投加絮凝剂及其它联合化学药剂才能达到预期效果，其处理效果在较大程度上受环境因素影响。

生化技术是目前处理污水最经济有效的方法，然而过高的有机氮会抑制微生物的生长，从而进一步抑制化学需氧量(COD)与氮的去除。当废水中ON较高时，生化池的水力停留时间将大大延长，造成投资成本的增加。

二、研发方向

公司技术团队基于臭氧催化氧化技术协同多相催化对有机化工废水中有机氮的去除并寻找出最佳工艺参数。

以二甲胺废水来模拟化工厂产生的高有机氮废水，具体配制方法如下：

原水浓度：二甲胺含量为450mg/L，ON含量为140mg/L。

取调配好的废水100L倒入臭氧催化氧化系统的反应循环槽，用硫酸和氢氧化钠溶液调节pH，并且在循环反应槽内补加氧化剂H2O2，混合均匀后进行臭氧催化氧化处理。调节反应pH(pH在3~10)及双氧水投加量(双氧水的投加量按照臭氧投加量的百分比计，即20%~60%)，考察其对体系中ON去除的影响。

三、经过论证实验，得到如下结论：

（1）臭氧催化氧化对ON的去除受pH影响显著。臭氧投加量4g/L时，随着pH在3~9时，随着PH的升高，ON的去除率也从25%提高至96.4%，当PH升至10时，ON的去除率又开始下降。

(2)臭氧催化氧化去除ON受氧化剂双氧水投加量影响显著。臭氧投加量为4g/L，当双氧水投加量为臭氧投加量的20%~50%时(按质量计)，随着废水中双氧水投加量的增加，ON的去除率也从17.9%升高至96.4%；当双氧水投加量继续增加为臭氧投加量的55%以上时(按质量计)，废水中ON的去除率开始下降。

 (3)臭氧催化氧化对ON的去除最佳参数为PH=8~9，双氧水投加量为臭氧投加量的50%时(按质量计)，此时废水中ON的去除率可达96.4%。

四、解决方案

基于我们的研发实验，杰尧科技自主开发了一种高集成度、高效率、全自动控制、安全可靠的有机氮污水处理技术及设备，容易实现工程放大，解决了农药、医药、印染、电子等行业高浓度有机氮污水难生化处理的难题；

 

具体步骤如下：

①启动进液循环泵，调节罐液体经过三向阀到混合器，pH电极自动进行检测，当设定值pH＜5时，自动启动碱液泵，将碱液罐的碱液流加至混合器进行调节。

②当碱液泵关闭后，三向阀自动切换，进液循环泵将调节罐中液体添加至反应器，通入臭氧进行均质反应。

③自动启动双氧水泵，将双氧水添加进混合器后，进入反应器，双氧水与非均相催化材料高效反应，产生压力，多层的非均相催化材料会在有限的空间里上下移动，强化传质过程从而达到很好的处理效果；

④伴随双氧水添加，压力逐渐上升，超过安全设定值，安全联锁泄压阀自动泄压，泄压阀出口设置弯管冷却，气液分离，泄压的液体回流至反应器内，继续进行催化氧化反应；