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紫外线高级氧化技术处理氯苯和环己酮废水的可行性研究

张禾苏  
【摘要】:本文依托联想控股(汶上)化工园区污水处理工程实例,研究高级氧化在工业废水处理中的工程应用。主要包括以下几个方面:通过实验论证紫外线高级氧化降解氯苯和环己酮的可行性,分析各项影响因素,选择适合的工艺流程方案、设备设计参数和控制参数,进行实际运行测试和经济指标分析。主要结论如下: 研究了紫外线高级氧化技术处理氯苯和环己酮废水的可行性。通过对比UV、H O和UV/H O对氯苯和环己酮的降解效果和动力学参数,结果表明UV/H O组合工艺比单独UV或H O氧化的处理效果都好。对氯苯的去除率达到90%以上,对环己酮的去除效率较低。第一阶段氯苯主要参加羟基自由基反应,速率常数为9.8×10-3s-1,第二阶段中间产物与氯苯竞争,速率常数为3.7×10-3s-1。UV/H O组合工艺处理环己酮,其降解反应速率常数为1.2×10-4s-1。 研究了LPUV/H O和MPUV/H O高级氧化降解氯苯和环己酮的影响因素。主要研究了对紫外光波长、紫外光强度、H O投加量、污染物初始浓度和pH的影响作用。 MPUV/H O对氯苯和环己酮的去除效果总体高于LPUV/H O。当增大紫外光强或增加容易被H O、目标污染物或中间产物吸收的紫外线光波时,反应效果和速率大幅度提高。综合分析紫外线剂量、EEO、H O消耗量与污染物去除量之间的关系,确定了UV/H O降解氯苯和环己酮的最佳H O投加量为20mg/L。污染物浓度与反应速率呈对数增长。此外,pH酸性偏中性条件更有利于反应进行。 取得了工程化应用的参数,提出了工程方案。本项目设计处理规模为420m3/h,中压紫外线总剂量为216kW。选用6套36kW的中压紫外反应器,反应器设计剂量大于720mJ/cm2,停留时间为1.43s。工艺流程为二级串联三单元并联的中压UV/H O高级氧化工艺, H O的投加方式为分批次投加。 H O投加范围为0~30mg/L,现场实际运行处理效果在22%~37%之间。 分析了紫外线和过氧化氢高级氧化工艺的技术经济指标。以EEO和紫外线剂量作为经济指标对紫外线高级氧化的投资成本进行估算,对与处理规模为420m3/h,设备费用400万元,土建投资费用30万元,每吨水的运行成本为0.638~0.774元。中压UV/H O组合工艺运行成本低于低压UV/H O工艺。


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