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本研究以酸/碱改性和Cu负载活性炭为催化剂,采用微气泡臭氧催化氧化技术深度处理某化工园区综合废水,考察了处理过程中废水COD、pH、生物毒性等的变化以及臭氧利用率,以期为微气泡臭氧催化氧化技术在化工园区废水处理中的应用提供参考。
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材料与方法
1实验装置
实验装置如图 1所示。以纯氧为气源,采用臭氧发生器(石家庄冠宇)产生臭氧气体,通过流量计控制气体流量,并采用碘量法对臭氧产量进行测定。臭氧与反应器中循环液体进入微气泡发生装置(北京本洲纳米科技有限公司)混合,气-液混合物通过射流器进入反应器底部,产生臭氧微气泡,反应器中填放催化剂。尾气中的臭氧采用碘化钾溶液进行吸收。反应器密封,有效容积为15 L。
图 1 实验装置示意
2活性炭改性及金属负载
将原始活性炭(AC)置于1.6 mol/L的HNO3或NaOH溶液中,40 ℃下浸渍2 h,纯水洗涤,并在105 ℃下烘干,制得酸改性活性炭(N-AC)和碱改性活性炭(Na-AC)。将N-AC放入0.01 mol/L的Cu(NO3)2溶液中浸渍24 h,之后于105 ℃下干燥2 h,干燥后的样品在500 ℃下焙烧2 h,即得硝酸改性Cu负载活性炭(N-Cu-AC)。
3微气泡臭氧催化氧化处理综合废水
分别采用AC、N-AC、Na-AC和N-Cu-AC作为催化剂,催化微气泡臭氧氧化处理化工园区废水,臭氧投加量为10~12.5 mg/min,催化剂投加量为4 g/L。考察处理过程中COD去除率、溶液pH、废水生物毒性、液相臭氧浓度和臭氧散逸量随时间的变化。
4检测方法
COD采用重铬酸钾法进行测定,BOD采用稀释与接种法(GB 7488—1987)进行测定,pH采用酸度计(上海雷磁,pHS-3C)进行测定。液相臭氧浓度采用靛蓝法进行测定,气相臭氧浓度采用碘量法进行测定。废水生物急性毒性测试采用发光细菌测定法,以废水对发光细菌发光强度的相对抑制率作为对比标准。
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