丙烯酸及酯廢水成分復(fù)雜，有機(jī)污染物含量高，其COD高達(dá)50～55 g/L，呈強(qiáng)酸性且不易生物降解，如不加以處理隨意排放將對環(huán)境造成很大危害。目前常用的處理方法有焚燒法〔1〕 、濕式催化氧化法〔2〕和生化法〔3〕。焚燒法及濕式催化氧化法能耗高，對設(shè)備材質(zhì)要求嚴(yán)格，相比之下，生化法因操作條件溫和、運(yùn)行成本低廉逐漸受到人們的重視。經(jīng)生化處理后，廢水COD仍遠(yuǎn)大于60 mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此要求研究者開發(fā)各種深度處理技術(shù)。筆者曾做過一些研究工作〔4〕，發(fā)現(xiàn)臭氧氧化工藝對該類廢水的處理較為有效，但仍然存在COD去除不充分以及反應(yīng)時(shí)間過長的問題，故繼續(xù)探索如何強(qiáng)化臭氧氧化工藝，以期為丙烯酸及酯廢水的深度處理提供有益參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分
 
1.1 試劑與儀器
廢水來源：某企業(yè)丙烯酸及酯廢水經(jīng)生化處理后的出水，水質(zhì)情況見表 1。

試劑：柱狀活性炭（直徑1~2 mm，高3~5 mm）、H2SO4、NaOH，實(shí)驗(yàn)用水為自制去離子水。

儀器：BOD-Track測定儀、DRB200消解器、DR2800分光光度計(jì)，美國哈希公司；NP020P-S-2臭氧發(fā)生器，山東綠邦光電設(shè)備有限公司；臭氧氧化反應(yīng)器，自制。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法
（1）柱狀活性炭預(yù)處理。柱狀活性炭使用前先用去離子水清洗干凈，烘干，用10倍體積的丙烯酸及酯廢水浸泡24 h，最后棄去廢水，柱狀活性炭備用。該過程是為了盡可能消除臭氧氧化時(shí)柱狀活性炭的單一吸附行為對去除廢水COD的影響。

（2）操作過程。實(shí)驗(yàn)設(shè)備由空氣源臭氧發(fā)生器和臭氧氧化反應(yīng)器兩部分組成。臭氧氧化反應(yīng)器是尺寸為D 12 cm×30 cm的有機(jī)玻璃柱，兩端由封頭密封，底端封頭上安裝有鈦合金曝氣頭和排液口，柱內(nèi)裝填15 cm高度的活性炭。實(shí)驗(yàn)時(shí)取1.8 L廢水，先去除堿度（用濃硫酸調(diào)節(jié)pH至2，再用NaOH溶液回調(diào)pH為5），將廢水注入反應(yīng)器后開啟臭氧（臭氧質(zhì)量濃度為20 mg/L，臭氧化空氣流量3.5 L/min），同時(shí)在柱外用蠕動(dòng)泵循環(huán)廢水（流量360 mL/min）以實(shí)現(xiàn)柱內(nèi)氣-水逆流。反應(yīng)2 h后從排液口取樣測定COD。

2 結(jié)果與討論
 
2.1 堿度及強(qiáng)化措施對COD去除效果的影響
考察了堿度、強(qiáng)化措施（裝填填料、廢水柱外循環(huán)）對COD去除效果的影響，結(jié)果見圖 1。由于無填料時(shí)氣-水能充分混合，所以此情況下不再柱外循環(huán)廢水。

圖 1 堿度和強(qiáng)化措施對COD去除效果的影響  

從圖 1可以看出，無填料時(shí)去除堿度對進(jìn)一步降低廢水COD有利，這與文獻(xiàn)〔4〕報(bào)道一致。原因是堿度作為HO·的捕獲劑可抑制HO·產(chǎn)生，還能終止HO·與有機(jī)污染物的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)〔5〕，因此去除堿度是必要的。但在無填料+去除堿度條件下仍要反應(yīng)4 h，廢水COD才能降到57 mg/L。采取強(qiáng)化措施（裝填活性炭及廢水柱外循環(huán)）后，反應(yīng)1、2 h時(shí)廢水的COD分別降到70、35 mg/L�？梢�，強(qiáng)化措施對廢水COD的較快去除有利，能使反應(yīng)時(shí)間至少縮短2 h。

2.2 廢水柱外循環(huán)流量對COD去除效果的影響
裝填15 cm活性炭，去除廢水堿度，開啟臭氧并柱外循環(huán)，考察廢水柱外循環(huán)流量對COD去除效果的影響，結(jié)果見圖 2。

圖 2 廢水柱外循環(huán)流量對COD去除效果的影響  

從圖 2可見，隨著廢水柱外循環(huán)流量從0增加到360 mL/min，出水COD由140 mg/L降低到35 mg/L。繼續(xù)增加柱外循環(huán)流量至540 mL/min時(shí)，廢水COD無明顯降低�？紤]運(yùn)行成本及處理效果，柱外循環(huán)流量以360 mL/min為宜。

對比圖 1、圖 2可見，投加活性炭而沒有廢水柱外循環(huán)時(shí)，不能明顯降低廢水COD，同時(shí)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)氣泡溝流現(xiàn)象，氣體分布很不均勻�？赡苁腔钚蕴康拇呋�作用與物料混合不充分的作用相抵，導(dǎo)致廢水COD不能明顯降低。當(dāng)投加活性炭又有廢水柱外循環(huán)后，廢水循環(huán)流量≥90 mL/min能使物料很好地混合傳遞，加上活性炭的催化作用，使COD明顯降低。

2.3 活性炭裝填高度對COD去除效果的影響
在去除堿度+柱外循環(huán)條件下，隨著活性炭裝填高度從0增加到15 cm，出水COD由142 mg/L降到35 mg/L，呈現(xiàn)明顯降低的趨勢，可見在廢水柱外循環(huán)以保證物料很好混合的前提下，活性炭的催化作用能夠體現(xiàn)出來。繼續(xù)增加裝填高度到20 cm時(shí)，出水COD僅降到30 mg/L，降低趨勢偏緩�？紤]到運(yùn)行成本，活性炭裝填高度以15 cm為宜。

2.4 臭氧質(zhì)量濃度對COD去除效果的影響
在裝填15 cm活性炭，去除堿度+柱外循環(huán)條件下，考察臭氧質(zhì)量濃度為10、15、20、25 mg/L時(shí)廢水COD的去除情況。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，COD殘余量隨臭氧質(zhì)量濃度的升高逐漸降低，分別為74、56、35、28 mg/L�？紤]運(yùn)行成本及處理效果，臭氧質(zhì)量濃度以20 mg/L為宜。

2.5 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
為了驗(yàn)證廢水處理工藝的穩(wěn)定性并考察操作誤差對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，在1.2實(shí)驗(yàn)條件下，重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次，結(jié)果見圖 3。

圖 3 廢水處理工藝的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

從圖 3可見，反應(yīng)1 h后廢水COD穩(wěn)定在60~80 mg/L，反應(yīng)2 h后廢水COD穩(wěn)定在30~40 mg/L。由此可見，對于生化處理后的丙烯酸及酯廢水，該深度處理工藝反應(yīng)2 h能夠保證出水COD<60 mg/L。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

3 結(jié)論
對于生化處理后的丙烯酸及酯廢水，可以采用活性炭強(qiáng)化臭氧氧化工藝進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)條件為：廢水去除堿度（濃硫酸調(diào)節(jié)pH至2，再用NaOH溶液回調(diào)至5）、活性炭裝填高度15 cm、臭氧化空氣流量和臭氧質(zhì)量濃度分別為3.5 L/min和20 mg/L、廢水柱外循環(huán)流量為360 mL/min、氣-水逆流，在此條件下反應(yīng)2 h后，廢水COD可由550 mg/L降至35 mg/L。