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2.2微波诱导活性炭催化氧化对化学品洗箱废水的处理效果
试验研究了微波诱导活性炭催化氧化对化学品洗箱废水的处理效果,运行参数分别为:微波功率142W,进气量120mL/min,进水流量3.2mL/min,炭柱直径3cm,填装高度30cm,活性炭填装量100g。试验结果如图3所示。
图3微波诱导活性炭催化氧化对化学品洗箱废水的处理效果
由图3可以看出,微波诱导活性炭对该化学品洗箱废水具有非常好的处理效果,当进水COD和TOC分别为1516mg/L和203mg/L时,该系统对COD和TOC的去除率基本在90%以上。微波诱导活性炭对COD和TOC的处理效果呈现明显的一致性,由此可以推断,去除的COD没有因催化氧化形成中间产物,而是被完全矿化成CO2和H2O。
在进水COD为1516~1694mg/L、TOC为203mg/L的条件下,进一步对比了活性炭单独吸附和微波诱导活性炭对化学品洗箱废水的处理效果,结果表明,微波诱导活性炭对化学品洗箱废水的处理效果明显好于活性炭单独吸附,处理21h后,其出水COD仍在100mg/L,TOC维持在20mg/L以下,出水水质满足废水回用要求。由此可知,微波作用下,以活性炭作为“敏化剂”可使高浓度有机废水获得良好的处理效果,微波活性炭的“热点效应”应该是产生如此去除效果的主要原因。
2.3不同工况下微波诱导活性炭催化氧化对化学品洗箱废水的处理效果
研究表明,微波功率和进气量是微波诱导活性炭工艺的关键参数,通过试验分别考察了不同微波功率和进气量对处理效果的影响,运行参数设计如表1所示。不同运行条件下微波诱导活性炭催化氧化对化学品洗箱废水COD的处理效果如图4所示。
图4不同运行条件下微波诱导活性炭催化氧化对化学品洗箱废水COD的处理效果
结合表1和图4可以看出,将微波功率由142W降至110W时,COD去除率从90%以上迅速降至70%以下,而将进气量从120mL/min增加至250mL/min时,COD去除率迅速上升至90%以上。由此可以推断,增加微波功率,活性炭表面“热点”吸收的能量变多,同时随着微波功率的升高,“热点”的数量也随之增加,进而提高了COD去除率;进气量的增加可以有效提高微波-活性炭系统中羟基自由基的产生量,进而提高处理效果。
另外,结合表1和图4还可看出,当进水COD由1660mg/L增加至4955mg/L时,将微波功率分别增加到174W和206W,处理水量分别增加至4.3mL/min和6.3mL/min,COD去除率仍维持在90%以上。由此可知,微波-活性炭系统对高浓度有机废水具有良好的处理效果,且微波功率与处理水量具有一定的相关性。另外,在相同的进水和进气量下,当微波功率由206W增加到238W时,出水COD未见明显下降,其原因是增加进水流量势必缩短废水与活性炭的接触时间,使之很难被充分氧化。
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