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安力斯某含甲醛廢水處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
一、背景描述
廢水名稱：某含甲醛有機(jī)廢水
技術(shù)路線：光化學(xué)高級(jí)氧化
處理目標(biāo)：車車間生產(chǎn)廢水COD濃度或單一有機(jī)物含量高，甲醛廢水毒性大，無法進(jìn)入后續(xù)生化工藝。希望通過光化學(xué)，將廢水的COD降低60%及以上及甲醛濃度處理到30mg/l及以下。
二、設(shè)計(jì)處理工藝
1.高級(jí)氧化技術(shù)介紹
典型工業(yè)廢水(如醫(yī)藥、化工、印染等)常具有有機(jī)物含量高、成分復(fù)雜，鹽含量高、可生化性差等特點(diǎn)，因此常規(guī)的生化工藝很難對(duì)其中的有機(jī)物進(jìn)行有效處理。高級(jí)氧化技術(shù)是在臭氧、紫外等單一氧化法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型化學(xué)氧化技術(shù)，其作用機(jī)理是利用原位產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性自由基或活性基團(tuán)，如最常見的羥基自由基(·OH)，與有機(jī)物發(fā)生化學(xué)氧化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)其斷鍵或降解，可將其直接礦化、或氧化提高廢水的可生化性，反應(yīng)原理如圖1所示。
高級(jí)氧化技術(shù)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的處理廢水中難降解有機(jī)污染物的新技術(shù)。根據(jù)所用氧化劑及催化條件的不同，常見的高級(jí)氧化技術(shù)通常有以下幾類：Fenton氧化、紫外光化學(xué)、催化臭氧氧化、濕式氧化、超臨界水氧化、電化學(xué)氧化等。由于高級(jí)氧化技術(shù)具有反應(yīng)快速、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，因此引起世界各國(guó)廣大專家、學(xué)者及工程設(shè)備研究人員的重視，并相繼開發(fā)了多種處理工藝和設(shè)備，使高級(jí)氧化系統(tǒng)展現(xiàn)出一定的生命力和競(jìng)爭(zhēng)力。
圖1高級(jí)氧化技術(shù)原理示意圖
2.光化學(xué)氧化技術(shù)
(1)技術(shù)介紹
在紫外線激發(fā)下，H2O2可產(chǎn)生具有很強(qiáng)氧化性的羥基自由基，可將有機(jī)污染物最終礦化為CO2和H2O，其中間產(chǎn)物具有較多含氧官能團(tuán)，可有效提高廢水的可生化性。
本方案采用UV/ H2O2高級(jí)氧化工藝，反應(yīng)效率較高，無副產(chǎn)物(如污泥等)產(chǎn)生，減少了二次處理的費(fèi)用；高級(jí)氧化系統(tǒng)占地面積小，減小了土建投資費(fèi)用；UV光化學(xué)系統(tǒng)及催化劑投加系統(tǒng)均可根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，一定程度上降低了設(shè)備的運(yùn)行成本。
三、項(xiàng)目數(shù)據(jù)
4.1試驗(yàn)效果
(1)3#廢水試驗(yàn)效果
根據(jù)甲醛濃度要處理到30mg/l及以下的目標(biāo)，整理后數(shù)據(jù)詳見下表、圖：
| 序號(hào) | 進(jìn)水pH（實(shí)驗(yàn)室） | 進(jìn)水甲醛濃度/mg/l | 出水甲醛濃度/mg/l | 雙氧水消耗(mg/L）：甲醛去除量（mg/l) | 耗費(fèi)時(shí)間/h |
| 1 | 2.51 | 66400.00 | 22.85 | 1.43 | 16 |
| 2 | 3.93 | 46000.00 | 24.00 | 1.07 | 7 |
| 3 | 3.87 | 61500.00 | 27.00 | 1.01 | 9.67 |
| 均值 |
| 57966.67 | 24.62 | 1.17 | 10.89 |
從如上圖表可以看出，我司中試設(shè)備連續(xù)處理3#廢水3個(gè)批次試驗(yàn)，結(jié)果甲醛濃度均能穩(wěn)定達(dá)30mg/l及以下的要求。
(2)試驗(yàn)過程中部分水樣照片情況
4.2運(yùn)行成本
| 試驗(yàn)編號(hào) | 項(xiàng)目 | 名稱 | 單位 | 數(shù)量 | 單價(jià)（元） | 合計(jì)（元/批次） | 折合噸水（元/噸） |
| 3#-35 | 處理參數(shù) | 處理水量 | m³/批次 | 4.18 |
|
|
|
|
|
| 出水甲醛濃度 | mg/l | 22.85 |
|
|
|
|
| 直接 | 電耗 | kwh/批次 | 819.00 | 0.80 | 655.20 | 156.75 |
|
|
| 雙氧水（8%） | t/批次 | 4.97 | 600 | 2984.10 | 713.90 |
|
|
| FeCl3(10%) | t/批次 | 0.02 | 400 | 7.10 | 1.70 |
|
|
| HCl(30%) | t/批次 | 0.00 | 500 | 0.00 | 0.00 |
|
|
| NaOH（25%） | t/批次 | 0.69 | 1000 | 691.20 | 165.36 |
|
| 水處理成本合計(jì) |
| 元 | / | / | 4337.60 | 1037.70 |
| 3#-36 | 處理參數(shù) | 處理水量 | m³/批次 | 4.18 |
|
|
|
|
|
| 出水甲醛濃度 | mg/l | 24.00 |
|
|
|
|
| 直接 | 電耗 | kwh/批次 | 336.00 | 0.80 | 268.80 | 64.31 |
|
|
| 雙氧水（8%） | t/批次 | 2.57 | 600 | 1541.99 | 368.90 |
|
|
| FeCl3(10%) | t/批次 | 0.02 | 400 | 7.10 | 1.70 |
|
|
| HCl(30%) | t/批次 | 0.03 | 500 | 14.38 | 3.44 |
|
|
| NaOH（25%） | t/批次 | 0.70 | 1000 | 704.00 | 168.42 |
|
| 水處理成本合計(jì) |
| 元 | / | / | 2536.27 | 606.76 |
| 3#-37 | 處理參數(shù) | 處理水量 | m³/批次 | 4.18 |
|
|
|
|
|
| 出水甲醛濃度 | mg/l | 27.00 |
|
|
|
|
| 直接 | 電耗 | kwh/批次 | 494.00 | 0.80 | 395.20 | 94.55 |
|
|
| 雙氧水（8%） | t/批次 | 3.25 | 600 | 1948.80 | 466.22 |
|
|
| FeCl3(10%) | t/批次 | 0.02 | 400 | 7.10 | 1.70 |
|
|
| HCl(30%) | t/批次 | 0.02 | 500 | 11.50 | 2.75 |
|
|
| NaOH（25%） | t/批次 | 0.92 | 1000 | 921.60 | 220.48 |
|
| 水處理成本合計(jì) |
| 元 | / | / | 3284.20 | 785.69 |
| 總均值 | 水處理成本均值 |
| 元 | / | / | 3386.03 | 810.05 |
廢水兩支燈運(yùn)行時(shí)，原水平均甲醛濃度為43587.50 mg/L, 噸水平均運(yùn)行成本為763.50元/噸水；復(fù)測(cè)3#廢水四支燈連續(xù)運(yùn)行時(shí)，原水平均甲醛濃度為53750 mg/L(剔除明顯水質(zhì)性狀差異的一組)，噸水平均運(yùn)行成本為696.23元/噸水?？紤]進(jìn)水甲醛值的差異，我們進(jìn)行甲醛值修正處理分析對(duì)比，3#廢水復(fù)測(cè)中試整體運(yùn)行成本下降約26%。同樣，四支燈穩(wěn)定運(yùn)行無論從處理效率還是整體運(yùn)行成本都有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。
四、項(xiàng)目結(jié)論
采用光化學(xué)高級(jí)氧化裝置對(duì)甲醛廢水進(jìn)行連續(xù)3批次處理，可以穩(wěn)定達(dá)到甲醛出水濃度≤30mg/L的要求目標(biāo)，噸水平均費(fèi)用為696.23元/噸(其中第一批次的水樣實(shí)驗(yàn)室pH為2.51，其對(duì)應(yīng)的去除達(dá)標(biāo)所需雙氧水消耗量數(shù)值都較其他試驗(yàn)批次要高，推測(cè)該批次水樣廢水水質(zhì)成分有明顯差異，不列入數(shù)據(jù)分析)，后同。平均處理時(shí)長(zhǎng)為8.34h，雙氧水消耗(mg/L)：甲醛去除量(mg/L)范圍為1.01-1.07，均值為1.04。如可適當(dāng)放寬出水甲醛濃度要求，噸水處理費(fèi)用可以較大幅度下降。
關(guān)鍵詞：
廢水處理設(shè)備,高氧化設(shè)備
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