脱墨废水的臭氧处理技术研究

＊董洪湘

（日照职业技术学院 山东 276826）

脱墨废水的臭氧处理技术研究

＊董洪湘

（日照职业技术学院 山东 276826）

本研究是以山东淄博某厂脱墨废水为处理对象，以臭氧发生器自制臭氧水为主，用过氧化氢、活性炭、硫酸铝、聚丙烯酰胺、二氧化锰协同处理，再结合絮凝沉降，吸附，过滤，处理后的污水完全达到循环利用的标准。

臭氧；脱墨废水；添加剂；协同处理

前言

本次研究的目的是利用臭氧强氧化性的优点，对臭氧处理脱墨废水的工艺进行探讨。改变原有的单一的处理方法，开发新的工艺，与臭氧技术相结合，大大降低污水处理的成本，增加处理污水的速度和能力，具有重要的现实意义。

1.实验部分

(1)实验材料和药品脱墨废水取自山东某纸业，H2O2 (30%)，分析纯, 8.8mol/L；FeSO4溶液, 10%, 0.359mol/L; 5% H2SO4溶液; NaOH(5%) solution溶液; 阳离子型PAM 溶液, 分子量 1200万, 工业级, 配成0.1%溶液; 活性炭; MnO2; Al2(SO4)3(药品购自天津科密欧化学品有限公司，溶液自制)

(2)实验仪器设备 COD测定仪（型号DRB200 DR1010，青岛哈希公司）；BOD测定仪（WTW 中国技术服务中心，德国）；TOC测定仪（TOC-LCPH，青岛哈希公司），85-2控温磁力搅拌器；电子万用炉；羟基氧化无害处理机；臭氧发生器；电动搅拌器，可控温烘箱，干燥器，分析天平，恒温水浴锅，pH计，玻璃仪器若干（以上仪器均产自中国）。

(3)臭氧水浓度的测定 利用碘量法测定臭氧水的浓度，测得自制臭氧水的浓度为2.9mg/l.

(4)实验结果与讨论 实验流程如图1所示

①臭氧单独处理 实验程序：在臭氧处理前，先检测污水COD，BOD，SS，TOC，色度等指标。将污水注入储水桶中，先打开动力输送泵，再打开臭氧发生器。让污水在设备中一直循环氧化，20min时开始取样，每隔10分钟取一次样。检测水样的各项指标。

图1 脱墨废水的臭氧处理流程

臭氧单独处理污水COD和BOD随时间的变化曲线如图2所示。从图2可以看出，COD和BOD在0～40分钟内快速下降。废水的COD在40分钟后下降速度显著降低。到70分钟后，BOD的下降速度也显著降低。因此，从降低COD和BOD上来看，臭氧最佳处理时间以70分钟为佳。

从图3可以看出，污水的TOC随着臭氧的通入明显降低，反应20分钟后，TOC从原水的1 165 mg/l 降至150mg/l ，除去率达87%。反应时间超过50分钟，TOC的数值变化不大。污水的SS反应70分钟内从707mg/l 降至80mg/l 左右，除去率达88.7%。很明显，臭氧处理脱墨废水对降低TOC和SS是非常有效的。与SS相似，经过臭氧处理70分钟后，污水色度从129倍降至50倍，除去率达58.3%。

图2 臭氧单独处理污水COD 和 BOD 随时间的变化曲线

图3 臭氧单独处理污水TOC和SS随时间的变化曲线

本次实验的设备较大，污水量大，不便于直接在设备内加入过氧化氢。所以实验采用取样进行。先使制浆废水与臭氧反应70min，然后迅速取一定量的水样于实验袋中，快速调好PH，加入准备好的过氧化氢，立即封闭实验袋。反应时间为40min。实验数据表1所示。

表1 过氧化氢-臭氧的协同处理脱墨废水数据一览表

通过表1可以清楚地看到，用过氧化氢-臭氧协同处理的方法处理废纸脱墨污水，在通入臭氧70min，PH为9.03，过氧化氢用量为60mmol/L的条件下。COD和TOC的除去率较高，分别达到70%和90%。色度也下降了很多。虽然COD的除去率较高，但是水样的COD数值还是较高。这是因为在氧化时，水样中的很多长纤维被氧化成了很多不易再被氧化的细小纤维。这些细小纤维大大增加了水样的COD测量值。而实验中测得TOC是可溶性的，所以说TOC的数值较小。悬浮物的数值也较大，也是因为细小纤维的原因。

综上所述，臭氧单独处理废纸制浆污水，效果较好。各项指标下降明显。特别是TOC和色度。

③活性炭-絮凝剂-臭氧的协同处理如上所述，测定原水各项指标，开机，通入臭氧20分钟后加入絮凝剂。通入臭氧30分钟后加入活性炭。再20分钟后停止实验。取样检测指标。

表2 活性炭-絮凝剂-臭氧的协同处理一览表

从表2中数据看出，TOC和SS的去除率较高，分别达到92%和93%。其他指标也降低的很明显，基本都能达到80%。但是从最终数值上看，COD和BOD的数值还是较大。

实验中，利用活性炭的吸附和絮凝剂的絮凝作用，把水样中不易被氧化的细小纤维絮凝沉降，吸附，然后过滤掉，从而达到理想效果。值得注意的是活性炭不仅能吸附细小纤维，还能降低水样的臭味和色度，在污水处理中起到重要的作用。

④催化剂与臭氧协同处理，同上所述，臭氧通入10钟后加入催化剂。检测水样的各项指标。催化氧化技术属于高级氧化技术的范畴，它是追求臭氧在催化剂作用下产生更多的有强氧化能力的中间产物，达到提高臭氧氧化能力的目的。按催化剂的相态分，臭氧催化氧化分为均相催化氧化和多相催化氧化两类。在均相催化中，催化剂混溶于水，催化剂易流失或氧化剂不易回收，容易产生二次污染，运行维护费用较高，增加水处理成本。臭氧多相催化氧化法利用固体催化剂在常压下加速液相(或气相)的氧化反应，催化剂以固态存在，易于与水分离，二次污染少，简化了处理流程。本次实验采用二氧化锰作为催化剂进行多相催化氧化。实验过程中二氧化锰作为固体进行催化。在实验结束后可以通过过滤的方法将其从水样中提取，对水样不会产生金属离子污染。实验数据如表3所示。

此方案主要是通过催化作用增强臭氧和过氧化氢的氧化能力，把污水中的有机物氧化掉，从而达到清洁污水的效果。通过实验发现这种方案对于污水的处理还是很有效果的。从表3可以看出污水的TOC和SS的去除率最高，分别是93%和89%。COD和BOD的去除率也超过70%。这些数据可以证明催化氧化处理污水确实效果好，比单独通入臭氧的氧化能力强。

表3 催化剂与臭氧双氧水协同处理脱墨废水数据一览表

⑤臭氧/催化氧化/过氧化氢/活性炭/絮凝剂/过滤处理同上述操作，通入臭氧5分钟后加入催化剂，10分钟后加入过氧化氢。通入臭氧15分钟后加入絮凝剂。再过10分钟后加入活性炭。再10分钟后，取样检测水的指标。实验中得到如表4所示数据。

表4 臭氧/催化氧化/过氧化氢/活性炭/絮凝剂/过滤处理脱墨废水数据一览表

通过表4可以看出，污水的各项指标都有很明显的降低，除去率很高。其中TOC和SS的去除率高于90%，COD和BOD的除去率也分别达到了86%和80%。除BOD外，污水处理后的各项指标的数值较低。通过大量的数据对比，可以得出结论，此方法对于处理污水十分有效。

2.结论

综上所述，臭氧单独处理污水，在常温（20℃）PH为6.91条件下，连续处理污水70min后，污水的COD、BOD、TOC、SS和色度分别从原来的2660mg/L、1962mg/L、1165mg/L、707mg/L和120倍降低到1308mg/L、1108mg/ L、142mg/L、80mg/L和50倍。相应地，用臭氧-催化氧化-过氧化氢-活性炭-絮凝剂-过滤的方法对该污水进行处理，在常温（20℃）PH为6.65条件下，通入臭氧70min，过氧化氢用量60mmol/L、活性炭用量220mg/L、硫酸铝用量25mg/L、聚丙烯酰胺用量15mg/L、二氧化锰用量10mg/ L条件下,污水的COD、BOD、TOC、SS和色度分别降低到384mg/L、401mg/L、74mg/L、39mg/L和30倍。

董洪湘（1966～），女，日照职业技术学院，研究方向：环境监测、废水及污水处理技术。

(责任编辑 宋小蒙)

Research on Ozone treatment technology of deinking wzstewaterDong Hongxiang

Dong Hongxiang

（Rizhao Polytechnic，Rizhao, Shandong,276826）

This study is a factory waste paper pulping deinking wastewater of Shandong Zibo as treatment object, with ozone generator homemade ozone water, hydrogen peroxide, activated carbon, aluminum sulfate, polyacrylamide, manganese dioxide co-processing, combined with flocculation and sedimentation, adsorption, filtration, sewage after treatment fully meet the standard recycling.Experimental findings show that the ozone-water continuous separate treatment wastewater at temperature (20℃) and pH 6.91 for 70min, COD, BOD, TOC, SS, and chroma of wastewater is respectively from the original 2 660mg/l, 1 962mg/l, 1 165mg/l, 707mg/l and 120 times reduced to 1 308mg/l, 1 108mg/l, 142mg/l, 80mg/l and 50 times. Accordingly，the ozone-water with ozone-catalytic oxidation - activated carbon - hydrogen peroxide-flocculant–filtration to co-treatment wastewater at temperature (20℃) and pH 6.65 condition for 70min, COD, BOD, TOC, SS and chroma of wastewater respectively reduced to 384mg/l, 401mg/l, 74mg/l, 39mg/l and 30 times by method of using hydrogen peroxide 60mmol/l, activated carbon 220mg/l, aluminum sulfate 25mg/l, PAM 15mg/l, manganese dioxide 10mg/l of wastewater.

ozone：ozone；deinking wastewater；additives；co-processing

X789

A

通过实验发现，臭氧单独处理污水，在常温（20℃）PH为6.91条件下，连续处理污水70min后，污水的COD、BOD、TOC、SS和色度分别从原来的2660mg/L、1962mg/L、1165mg/L、707mg/L和120倍降低到1308mg/L、1108mg/L、142mg/L、80mg/L和50倍。相应地，用臭氧-催化氧化-过氧化氢-活性炭-絮凝剂-过滤的方法对该污水进行处理，在常温（20℃）PH为6.65条件下，通入臭氧70min，过氧化氢用量60mmol/L、活性炭用量220mg/L、硫酸铝用量25mg/L、聚丙烯酰胺用量15mg/L、二氧化锰用量10mg/L条件下,污水的COD、BOD、TOC、SS和色度分别降低到384mg/L、401mg/L、74mg/L、39mg/L和30倍。