煉油反滲透濃水處理技術
摘要：為控制煉油廢水對環(huán)境的污染，采用臭氧光電催化氧化耦合工藝對煉油廢水反滲透濃水進行了處理研究，主要考察了pH、電流密度、臭氧投加量等因素對該耦合體系廢水處理效果的影響。
結果表明，臭氧光電催化氧化耦合技術可有效降解煉油廢水反滲透濃水；廢水中油類及COD的去除率隨pH的增大先提高后降低；隨電流密度的增大，COD去除率先提高后降低，油類物質先提高然后基本保持恒定；臭氧投加量不斷增大，COD及油類物質去除率先提高后趨于穩(wěn)定。當pH=7.5，臭氧投加量達到8mg/L，電流密度50mA/cm2，停留時間30min，出水達到COD≤50mg/L，石油類≤0.5mg/L的排放要求。
我國含油工業(yè)廢水處理通常采用“老三套”處理工藝，即隔油-混凝/氣浮-生化處理。在煉油行業(yè)污水回用工程中，反滲透工藝產生的濃水鹽含量高、可生化性差，處理難度極大，傳統(tǒng)的處理工藝很難達到排放標準要求。因此，尋找高效降解污染物的處理方法是解決反滲透濃水處理難題的關鍵。
臭氧技術是當今國際主流的廢水深度處理技術。該技術氧化能力強、反應速度快、設備體積小，既可作為單獨處理，又可與其他處理過程相匹配，降低處理成本。但單一的臭氧氧化不能將有機物徹底分解為CO2和H2O，且難以達到較高的COD去除效果，單一的臭氧氧化有一定的局限性。
目前，臭氧氧化主要用于脫色、除臭、殺菌、初步去除或轉化污染物、助凝等，其對水質的改善程度主要取決于原水水質和臭氧化條件。谷俊標采用臭氧/活性炭處理煉油廢水，將臭氧氧化與活性炭的吸附、催化作用結合到一起，提高了煉油廢水處理效果；林穗云等采用臭氧氧化-生物炭工藝處理煉油廢水二級生化出水，出水COD≤13mg/L，BOD≤3.6mg/L，石油類≤0.46mg/L，可循回用于工業(yè)生產，實現(xiàn)煉油污水資源化。高富等采用臭氧-BAF工藝對某煉油廠二級生化出水進行了中試回用處理，出水水質達到了生產工藝對回用水的水質要求。
光電催化氧化法是目前研究的另一種處理含油廢水的高級氧化技術，氧化能力強、反應快、去除效率高，能夠徹底的降解污染物直至完全礦化，大大提高有機物的降解速率，已經被廣泛地應用于催化降解染料、酸、醇和酚類等有機污染物，是一項具有廣泛應用前景的新型水污染處理技術。此項技術和生物處理、化學技術的有機結合是今后的一個重要發(fā)展方向。幾種高級氧化技術聯(lián)合使用，可作為難降解有機工業(yè)廢水的后處理。傅建記等采用臭氧/紫外線法嘗試處理了石化廢水，與單獨臭氧氧化相比，O3/UV使COD、含油量的降解率大大提高，明顯改善了廢水的水質，實現(xiàn)污水的回用。張冬梅等采用O3/UV法對煉油含堿廢水進行了降解實驗，結果表明，O3/UV法COD、油類物質去除率比單獨臭氧氧化分別提高了24%、31%。
在前期工作的基礎上，本研究采用臭氧光電催化氧化耦合技術對重質原油電脫鹽污水雙膜回用處理后的濃水進行了處理實驗，考察不同條件下的處理效果。
1實驗部分
1.1反應原理
煉油廢水反滲透濃水含鹽量高、可生化性差，處理難度極大。單獨的臭氧氧化或光電催化很難將煉油廢水中有機污染物徹底地無機化，且能耗較高。前期研究結果表明，將臭氧與光電催化氧化結合使用，可大大提高處理效率，降低能耗。臭氧在紫外輻射作用下分解產生大量．OH，與光電催化體系產生的活性基團（．OH、HO2．等），能有效地將廢水中的石油烴類、環(huán)烷酸等有機物徹底降解成二氧化碳、水和無機離子。已有文獻報道)使用紫外光照射后，O3的氧化能力增強了10倍以上。
1.2實驗流程
臭氧氣體經過氣體流量計后通過擴散裝置進入一體化裝置對廢水進行曝氣，光電催化體系由電源控制系統(tǒng)及光源控制系統(tǒng)控制，工藝流程如圖1所示。一體化裝置與謝陳鑫等已公開專利中報道的基本一致)催化劑放置于反應器底部及極板中央，催化劑采用α-氧化鋁或二氧化硅中的一種或多種為載體的，表面負荷二氧化鈦、硫化鎘、氧化鐵、二氧化錳中的一種或多種物質構成；電極材料采用鈦基材表面固載貴金屬物質制備而成，貴金屬物質采用鉑、釕、銥、銣、鋯等氧化物中的一種或多種物質構成。
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