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2.4 验证实验
采用优化方案,对炼油废水进行深度处理,进行了5 组平行实验,各个指标取平均值,并将实验结果与《安庆石化回用于循环冷却水补水的水质标准》进行了对比,实验结果见表5。
由表5 可知,对炼油废水进行深度处理后COD的去除率为97.88%,与预测结果99.49% 接近,说明RSM 对光催化/臭氧氧化深度处理炼油废水工艺过程优化结果是可行的。处理后水质除了腐蚀速率外均达到了《安庆石化回用于循环冷却水补水的水质标准》中指标的要求。对光催化/臭氧氧化深度处理后的95% 出水和5% 新鲜水混合,进行静态阻垢和旋转挂片实验,结果如下: 最大阻垢率为83.1%,最小阻垢率为70.8%,平均阻垢率为76.95%。最大腐蚀速率为0.07 mm/a,最小腐蚀速率为0.036 mm/a,平均腐蚀速率为0.053 mm/a。水质达到了《安庆石化回用于循环冷却水补水的水质标准》中腐蚀速率的要求。说明该水源用于石化回用循环冷却水补水是可行的,具有明显的经济效益和环境效益。
3 结论
(1)采用光催化/臭氧氧化深度处理炼油废水,利用Design Expert 软件建立了反应的数学模型,进行了方差分析,其中数学模型的F < 0.0001,R2 和R2adj分别为0.9537 和0.9150 模型是显著的,回归方程可以很好地模拟真实的反应曲面。建立的响应面模型影响因素及影响因素的显著性顺序为: 反应时间>催化剂投加量>初始pH >臭氧通量。
(2)采用响应面方法(RSM)对反应工艺进行优化,得到光催化/臭氧氧化深度处理炼油废水的最优条件: 臭氧通量1.05 L/min,光催化剂投加量0.33 g/L,初始pH 7.51 和反应时间96.95 min。
(3)绘制了因素间的三维曲面图和等高线图,存在同时进行的光催化和臭氧催化氧化单元,反应单元的主导地位由TiO2/AC 光催化剂的投加量决定。
(4)在最优条件下对炼油废水进行了深度处理,COD 的去除率为97.88%,与预测值接近,95%出水和5%新鲜水混合后,用于石化回用循环冷却水补水是可行的,具有经济和环境效益,同时为后续中试实验提供了参考。
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