印染行業(yè)是以加工棉、麻、化學(xué)纖維及其混紡產(chǎn)品、為主，對不同的加工原料會(huì )采用不同的加工工藝，且產(chǎn)生的廢水水量和水質(zhì)均有不同。據統計，印染行業(yè)不僅用水量巨大，且廢水排放量也大，我國印染行業(yè)廢水排放量和污染物總量分別位居全國工業(yè)部門(mén)的第2位和第4位，是我國重污染行業(yè)之一，且印染廢水堿度高、難生化有機物濃度高一直是廢水治理的難點(diǎn)。
MNMR催化劑催化臭氧氧化高濃度廢水，是一種高級氧化工藝，臭氧在催化劑的作用下，生成具有極強氧化能力的羥基自由基(•OH)而進(jìn)行的游離基反應，(•OH)具有很高的氧化還原電位(標準電極電位2.80V)，能夠處理高污染、難生化的有機廢水。臭氧催化法適合于COD濃度小于500mg/L的廢水，不僅擁有運行效果好、運行穩定、無(wú)需調節pH且無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。
本研究以玉林福綿產(chǎn)業(yè)園經(jīng)生化處理后的印染廢水為實(shí)驗用水，探究MNMR鐵基催化劑催化臭氧氧化印染廢水的COD及色度的去除效果，分析水體污染物質(zhì)的降解情況。
1、材料與方法
1.1 儀器與試劑
本實(shí)驗核心裝置為催化反應器和臭氧發(fā)生器。催化反應器的尺寸為φ800×7000mm(外徑與高度)，反應器容積3m3，催化劑層容積1.5m3。配套廢水提升裝置(自吸清水泵：15m3/h，N=0.75kW，吸程6～8m)，以及相應的管路閥門(mén)構成，詳情如圖1所示。
1.2 實(shí)驗水質(zhì)
本次實(shí)驗用水為玉林市福綿產(chǎn)業(yè)園一二期污水廠(chǎng)內經(jīng)生化處理后的印染廢水。原水COD的質(zhì)量濃度約為800～1000mg/L，色度約為500倍，pH約為10.5；經(jīng)生化處理后，COD的質(zhì)量濃度約為60～120mg/L，色度約為60～100倍，pH約為7.5。
實(shí)驗用水取自二沉池出水段處，通過(guò)現場(chǎng)自吸泵提升至反應器中。實(shí)驗裝置可通過(guò)對催化反應器進(jìn)出水管的切換，可以實(shí)現控制塔內氣水流態(tài)的變換。
1.3 實(shí)驗方案
實(shí)驗過(guò)程分為兩個(gè)部分，首先開(kāi)始序批式實(shí)驗，然后開(kāi)始連續流式實(shí)驗，詳細步驟如下。序批式實(shí)驗：一次性將原水引入反應器，開(kāi)啟臭氧發(fā)生器設備，調節儀表、閥門(mén)控制臭氧的投加量，根據不同的反應時(shí)間，探究臭氧氧化對COD的降解效果。連續流式實(shí)驗：將水引入臭氧反應器，連續進(jìn)水，連續出水，同步開(kāi)啟臭氧發(fā)生器，通過(guò)進(jìn)水泵、閥門(mén)調節反應器進(jìn)水流量，調節儀表、閥門(mén)控制臭氧的投加量。實(shí)驗過(guò)程取進(jìn)水前后水樣，連續運行，按照實(shí)驗設計的取樣時(shí)間取水樣，每天取1～2組，檢測水樣的COD和色度的污染物指標。
1.4 分析方法
COD的測定依據中華人民共和國環(huán)境保護行業(yè)標準HJ828—2017《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測定重鉻酸鹽法》。用比色法測定水樣色度，稀釋倍數法校準結果。
2、結果與分析
2.1 序批式反應對COD和色度降解效果的影響
序批反應是將與反應器有效容積等體積(3m3)的原水一次性泵入反應器中(即塔器內沒(méi)有水的進(jìn)出)，然后開(kāi)啟臭氧發(fā)生器，探究臭氧氧化反應時(shí)間對降解COD和色度的影響，于不同時(shí)間分別對反應器取樣(從取樣口閥門(mén)取樣)。實(shí)驗結果如圖2所示。
如圖所示，隨著(zhù)反應的進(jìn)行，COD和色度的去除率呈增長(cháng)趨勢，且催化臭氧色度降解迅速。在反應時(shí)間在30min內，COD去除率可達到50%以上，最大去除率可達到70.2%。在序批式反應階段，進(jìn)水呈現淡黃色，但出水色度較低，約為20倍，色度去除率在80%以上，COD與色度良好的去除效果，來(lái)源于臭氧分子與反應物的充分接觸。
2.2 連續流對COD降解效果的影響
連續流反應是通過(guò)控制進(jìn)水流量，改變廢水在反應器的停留時(shí)間，以及通過(guò)改變臭氧發(fā)生器的進(jìn)氣量和功率比來(lái)改變臭氧的投加量，設計進(jìn)水流量分別為4、3、2m3/h，臭氧工況為0.7Nm3/h，通過(guò)多次取樣，探究連續流工況下對色度的去除效果，實(shí)驗結果如圖3所示。
結果如圖所示，在設計進(jìn)水流量為4m3/h時(shí)，反應器水力停留時(shí)間為45min，該工況下進(jìn)水COD平均值為50.75mg/L，出水平均值為32.22mg/L，平均COD去除率為36.5%。當進(jìn)水流量為3.0m3/h，反應器水力停留時(shí)間為60min，相應的臭氧投加量為35mg/L，在該工況下，進(jìn)水平均COD為67.6mg/L，出水COD平均濃度36.9mg/L，COD平均去除率為45.3%。當進(jìn)水流量為2.0m3/h，反應器水力停留時(shí)間為90min，相應的臭氧投加量為52.5mg/L，進(jìn)水COD為58.12mg/L出水COD平均濃度為27.9mg/L，平均COD去除率為52%。
7組重復實(shí)驗數據顯示，出水水質(zhì)隨進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大。造成波動(dòng)的原因可能由于進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)、測量誤差、空白偏移等所致。三個(gè)工況中，平均COD去除率隨著(zhù)進(jìn)水流量的降低而增高，同時(shí)進(jìn)水COD越高，O/C比值越小，臭氧利用率越高。
2.3 連續流對色度降解效果的影響
通過(guò)連續流實(shí)驗，考察臭氧氧化系統對水體色度的降解效果。設計進(jìn)水流量分別為為4、3、2m3/h，通過(guò)多次取樣測定水體色度值，進(jìn)水色度值為54倍，探究連續流工況下對色度的去除效果，實(shí)驗結果如圖4所示。
圖中所示，連續流實(shí)驗條件下，臭氧氧化系統對水體色度的去除率較為穩定，多組實(shí)驗結果顯示，色度去除率均圍繞著(zhù)平均去除率上下波動(dòng)。當進(jìn)水流量為為4m3/h時(shí)，色度的平均去除率為34.7%，進(jìn)水流量為為3m3/h時(shí)，色度的平均去除率為44.3%，進(jìn)水流量為為2m3/h時(shí)，色度的平均去除率為57.1%。色度去除率隨著(zhù)進(jìn)水流量的降低而增加，這與臭氧分子同水中色度基團接觸時(shí)間增長(cháng)，氧化更徹底有關(guān)。
2.4 進(jìn)水COD濃度對降解效果的影響
連續流實(shí)驗發(fā)現，進(jìn)水COD濃度對COD的降解存在較大影響，設計實(shí)驗條件為進(jìn)水流量分別為為4m3/h，通過(guò)多次取樣測定進(jìn)出水色度值，探究不同COD濃度下對COD的去除效果，實(shí)驗結果如圖5所示。
圖中所示，反應器中進(jìn)水濃度與出水濃度呈現強相關(guān)關(guān)系，出水濃度隨著(zhù)進(jìn)水濃度的增加而增加，這說(shuō)明在一定的實(shí)驗條件下，臭氧的去除效率較為穩定，隨進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大。
3、結語(yǔ)
(1)臭氧氧化法對進(jìn)水COD和色度均有較好的降解效果，且隨著(zhù)進(jìn)水COD的增加，降解效率也隨之增加。
(2)連續流對COD和色度的降解均有明顯下降，這與臭氧分子與水中污染物的有效接觸時(shí)間有關(guān)。
(3)臭氧氧化法對COD的降解效果隨進(jìn)水COD濃度的變化而變化。（來(lái)源：雅居樂(lè )環(huán)保集團，玉林市新滔環(huán)�？萍加邢薰荆�
