流化床光催化氧化工艺处理糖蜜酒精废水色度的试验研究

摘要

糖蜜酒精废水是一种高浓度有机废水，含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白质、纤维素等有机物，排放量大，COD浓度高，色度也高。目前，对此类废水的处理主要采用生化法，此方法可以降解部分COD，并取得了一定的成效。但是，糖蜜酒精废水的色度也会对水体造成严重的污染，而且糖蜜酒精废水的色素耐温、耐光照，难以被微生物降解，因此，对该类废水进行脱色处理是废水治理的关键，也是治理的重点。本试验研究以降低糖蜜酒精废水中色素为主要目的，设计了流化床光催化氧化工艺处理糖蜜酒精废水的静态单因素试验和正交试验研究，考察了催化剂的用量、废水的循环流量、光强、倾角、光源与反应区的间距、曝气量、废水浓度、pH值等因素对糖蜜酒精废水光催化降解效果的影响，确定了最佳运行条件。同时，在静态试验的基础上，设计流化床光催化氧化技术处理糖蜜酒精废水的动态试验，考察废水的光催化降解效果，为有效处理难降解的工业废水开辟一条可行的技术途径。所获得的主要研究成果如下：
　　 (1)通过光催化氧化工艺处理糖蜜酒精废水的静态试验研究，主要考察了催化剂的用量、废水的循环流量、光强、倾角、光源与反应区的间距、曝气量、废水初始COD浓度、PH值等9个因素对糖蜜酒精废水去除效果的影响，测定了糖蜜酒精废水脱色率与COD去除率随以上各单因素的变化规律，通过研究初步选定光催化氧化技术处理糖蜜酒精废水静态试验的最佳反应条件为：反应初始COD浓度为900mg/L，循环水量250L/h，平板倾角7°，曝气量为4L/h，光强120W，催化剂用量5g/L，PH值为9-10，反应时间为6h。
　　 (2)通过采用循环流量、光强、曝气量、溶液初始COD浓度、催化剂用量为因素的正交试验可得，各单因素对光催化氧化的降解效果影响主次顺序依次为：废水初始COD浓度>循环流量>催化剂用量>光强>曝气量。正交试验的最佳水平条件为：初始COD浓度200mg/L，循环流量250mg/L，光照120W，催化剂用量为5g/L，曝气量6L/min。
　　 (3)完成了糖蜜酒精废水的可连续性操作运行的动态试验，并考察了催化剂补加量、进水流量及反应时间对光催化氧化降解效果的影响，试验结果表明，没有补加催化剂时，糖蜜酒精废水的去除效果逐渐下降，但是催化剂的补加量并是越多越好，当催化剂补加量控制在每30min补加0.5g时，基本可以弥补催化剂的损失和催化剂活性的降低，保持良好的光催化降解效果。虽然废水的进水流量越小，反应时间越长，废水的去除效果越好，但是综合考虑经济运行成本，选择进水流量的最佳值为3L/h。