臭氧紫外联用深度处理污水厂二级出水的研究
Research on Advanced Treatment of Secondary Effluent from Sewage Treatment Plant by O3/UV
近年来,随着社会的发展,水处理技术被广泛的应用到各行各业中,城市污水处理厂中三级工艺受到越来越多的关注.本文设计加工了臭氧紫外联合工艺的小试装置,以合肥市某污水处理厂二沉池出水为研究对象,利用臭氧紫外联合工艺进行深度处理,首先考察了单独O3、UV、VUV和O3/UV联合工艺对水中有机物CODCr的处理效果,并分析了不同实验条件对工艺的影响状况.然后分析了臭氧紫外联合工艺中的协同机理,包括二级出水臭氧氧化的传质、投加碳酸钠作为抑制剂的羟基自由基抑制实验以及投加铁离子作为催化剂,激发羟基自由基的催化实验;最后结合上述实验的结论,提出了针对污水处理厂的水质特点,进行深度处理工艺的设计方案的优化,最后从能源的节约角度以及经济的合理性方面给出建议.具体研究结果如下:(1)波长为254nm的紫外线和臭氧对水体中有机物的深度化过程具有协同作用,其处理效果明显优于单独臭氧或单独紫外工艺.VUV降解COD的效果明显好于UV光解,高瓦数的UV处理效果好于低瓦数的UV,同样高瓦数的VUV处理效果好于低瓦数的VUV.在臭氧投加量为2L/min和15w的VUV作用50min后,CODCr去除率可以达到72.2%.不同反应条件对于臭氧紫外联合工艺降解COD有很大的影响,当pH为7时COD降解效果最好,进水的初始浓度与COD的去除率呈现正相关性.(2)在本次论文的实验条件下以及所用臭氧反应器的整体工艺中,臭氧的传质系数KLa为0.32min-1,化学反应对吸收速率的贡献的化学反应增强因子E可近似看作1.(3)有机物的降解效果与抑制剂碳酸钠的浓度呈现负相关性.当pH为7.0水体成中性的条件下,投入Na2CO3削弱了O3/UV工艺的处理效果,在Na2CO3投加浓度为100mg/L时,CODcr的去除率仅为15.78%.但是无论是否添加Na2CO3以及添加Na2CO3浓度的高低,对溶解臭氧的出现点都没有明显变化.根据望塘污水处理厂二级出水的水质特点,投加0.3mg/L Fe2+时,Fe2+对臭氧紫外工艺的催化效果最高,30min后CODCr的去除率达到68.25%.在Fe2+浓度小于该浓度时,随着Fe2+投量的增加,水体中CODCr的去除效果随之提高;而当Fe2+浓度的继续上升,当达到0.5mg/L时,处理效果反而下降.(4)在臭氧紫外联合工艺中,臭氧的最佳作用时间为30min,延长作用时间不能有效提高有机物的去除率.并且从城市污水处理厂经济和节能的角度出发,笔者建议合肥市望塘污水处理厂采用的O3/UV工艺可以进行优化,即通过改变紫外灯作用时间点和紫外灯作用时长对O3/UV工艺进行优化,紫外灯的作用方式可以改为间歇式,开启间隔时间为3min,处理结果可达到预期要求.
- 作者：
- 谢丹
- 学位授予单位：
- 安徽建筑工业学院
- 专业名称：
- 市政工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 汤利华；凌琪
- 中图分类号：
- X703
- 关键词：
- 臭氧；紫外；羟基自由基；协同机制；方案优化
- ozone；UV；hydroxyl free radicals；synergistic mechanism；schemeoptimized