有機(jī)硅作為一種高性能新資料，在建筑、交通運(yùn)輸、石油化工、醫(yī)療、航空等工業(yè)范疇和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)都有所運(yùn)用。由于下游產(chǎn)業(yè)的需求量非常龐大，有機(jī)硅需求量的增長速度不斷要高于同期的GDP增長速度，中國也已成為有機(jī)硅生產(chǎn)和生產(chǎn)大國。有機(jī)硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水COD濃度高，酸度偏高，可生化性能較差，并且有機(jī)污染物的品種繁多，重金屬離子成分復(fù)雜。本實(shí)驗(yàn)采用臭氧氧化技術(shù)與PACT法聯(lián)用，實(shí)施有機(jī)硅工業(yè)廢水處理出水的深度處置，提升廢水可生化性，降低COD。

　　工業(yè)廢水經(jīng)過一級(jí)二級(jí)處置后難以到達(dá)合成樹脂工業(yè)污染物排放規(guī)范，可生化性降低。臭氧氧化法作為一種高級(jí)氧化法，提升水中羥基自在基(-OH)的濃度。而羥基自在基具有高達(dá)2.8V的氧化復(fù)原電位，能夠?qū)⑸锓y以處置的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化成小分子。生物活性炭法(PowderActivatedCarbonTreatment，PACT)在好氧污泥中投加粉末活性炭，應(yīng)用好氧污泥的生化作用和活性炭的吸附作用途理生化性能已提升的廢水。本實(shí)驗(yàn)主要研討pH值、催化劑品種對(duì)臭氧氧化結(jié)果的影響，以及臭氧氧化與PACT技術(shù)聯(lián)用對(duì)廢水的處置效果。

　　1、實(shí)驗(yàn)

　　1.1 實(shí)驗(yàn)用水

　　實(shí)驗(yàn)用水為常州某有機(jī)硅生產(chǎn)公司經(jīng)一級(jí)二級(jí)處置出水，該水呈弱酸性，水質(zhì)呈淺黃色，固然廢水曾經(jīng)經(jīng)過物理和生化處置，但是水中仍有少許懸浮物，且隨同細(xì)微的刺激性氣息，水中COD濃度已降為256mg/L，多為生物難以應(yīng)用的大分子有機(jī)物。

　　1.2 實(shí)驗(yàn)污泥

　　污泥取自揚(yáng)州湯汪污水處置廠曝氣池，經(jīng)過馴化而成的活性污泥。

　　1.3 實(shí)驗(yàn)儀器

　　1.4 實(shí)驗(yàn)過程

　　原水pH值為5.45，取廢水原水7份，每份3L參加到5L的燒杯中，用5mol/L的NaOH調(diào)理pH值分別到6.00、7.00、8.00、9.00、10.00，用體積分?jǐn)?shù)為50%的硫酸調(diào)理pH值分別到4.00、5.00，在臭氧氧化時(shí)間為10、20、30、40、50、60、70、80、90、100min時(shí)分別取樣，并且測(cè)定其COD值。系統(tǒng)設(shè)定曝氣強(qiáng)度為5L/min，臭氧的發(fā)作量為5g/h。

　　在臭氧催化氧化的過程中運(yùn)用不同品種的催化劑，選擇出出水COD值最低的催化劑。調(diào)理不同的pH值，使得同種催化劑下的臭氧氧化效率到達(dá)最高。將臭氧催化氧化出水分別通入好氧污泥反響器和PACT反響器，控制污泥濃度在3500mg/L，曝氣量為0.5L/min，停留時(shí)間為24h，PACT反響器中投加不同濃度的粉末活性炭，比擬最終出水COD去除率。

　　2、結(jié)果與討論

　　2.1 臭氧氧化

　　2.1.1 直接臭氧氧化

　　圖1為在不投加催化劑的前提下單獨(dú)臭氧氧化的COD去除效果。從中能夠看出有機(jī)硅廢水中COD的濃度隨著時(shí)間的增長不時(shí)減少，去除率不時(shí)上升。反響時(shí)間為60min時(shí)，COD濃度變化趨于平緩，去除率根本堅(jiān)持不變，廢水中易于被臭氧氧化的有機(jī)物根本被耗費(fèi)殆盡。從經(jīng)濟(jì)角度來說，單獨(dú)臭氧氧化60min為最佳反響時(shí)間。COD的處置率隨著pH的升高而升高，當(dāng)pH值=9時(shí)，COD的去除率最高為18.4%，明顯高于酸性條件下的去除率，且隨著pH的升高去除率無明顯變化，因而單獨(dú)臭氧氧化的最佳pH值為9。

　　2.1.2 粉末活性炭催化臭氧氧化

　　采用上述實(shí)驗(yàn)相同的工況條件，向反響器中參加25mg/L的粉末活性炭，測(cè)定不同pH值狀況下隨著時(shí)間變化COD的剩余濃度。

　　如圖2所示，粉末活性炭催化臭氧氧化COD的去除率在30min至40min之間趨于平緩。當(dāng)pH值為9且氧化時(shí)間為30min時(shí)，去除率到達(dá)最高值為21.35%。則30min為反響最佳時(shí)間。隨著pH的升高，COD的去除率也有著顯著提升，但pH值=10時(shí)去除率為20.25%，小于pH值為9的去除率，緣由為羥基自在基之間發(fā)作淬滅反響。與單獨(dú)臭氧氧化相比，粉末活性炭催化臭氧氧化具有更好的COD去除效果，并且抵達(dá)反響最佳時(shí)間的用時(shí)也比單獨(dú)臭氧氧化要少的多。主要緣由是活性炭外表為多孔構(gòu)造，在臭氧氧化的同時(shí)，一局部有機(jī)物率先被活性炭吸附，形成有機(jī)物的濃度疾速減少。而隨著時(shí)間的推移，吸附作用趨于穩(wěn)定，臭氧氧化占主導(dǎo)，COD平穩(wěn)減少，且去除率不再動(dòng)搖。臭氧的氧化首先降低了水中大分子有機(jī)物的比例，優(yōu)化粉末活性炭的吸附作用。并且粉末活性炭使得其外表和內(nèi)部的臭氧氧化愈加充沛，提升了臭氧的氧化效率。隨著吸附在活性炭外表的有機(jī)物被合成，活性炭的吸附再生速率也被加快，活性炭的單次運(yùn)用時(shí)間也被延長，降低了本錢，提升了氧化效率。

　　2.1.3 銅絲催化臭氧氧化

　　在相同的工況條件下，參加銅絲作為臭氧氧化的催化劑。為了使得銅絲與廢水的接觸面積盡可能大，截取直徑為0.5mm的銅絲190m，分段團(tuán)成銅絲球放入有機(jī)玻璃反響器中實(shí)施催化臭氧氧化。銅作為復(fù)原性物質(zhì)，在臭氧的作用下失電子轉(zhuǎn)化為銅離子，大大促進(jìn)水中羥基自在基的生成。廢水的顏色也隨著臭氧的氧化從淺黃色變?yōu)闊o色，再變成淺藍(lán)色。關(guān)于無法用單獨(dú)臭氧氧化的小分子有機(jī)酸類、醛類、酯類，銅絲催化臭氧氧化能夠促進(jìn)它們的氧化，使之完整礦化。

　　由圖3可知，有機(jī)硅廢水COD濃度的減少從70min時(shí)開端趨于平緩，70min為反響最佳時(shí)間。pH值為8時(shí)去除率最終為24.4%，略高于酸性條件下的去除率。與單獨(dú)臭氧氧化的最佳效率相比高出6%。銅在反響中氧化成銅離子，與廢水中的有機(jī)物發(fā)作絡(luò)合反響促進(jìn)COD的降低，隨著廢水中可降解的有機(jī)物的去除，COD的去除率趨于平緩。pH值的升高使得水中羥基自在基過量產(chǎn)生，羥基自在基相互發(fā)作淬滅反響，造成其不能被完整應(yīng)用，反而使得COD的去除率降低。

　　2.2 好氧污泥法與PACT法處置臭氧氧化出水

　　如圖4所示，兩種辦法的去除率都在15%以上，闡明前一步臭氧氧化將大局部生物不能應(yīng)用的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化成了生物可應(yīng)用的小分子有機(jī)物，使得好氧污泥法和PACT法可以進(jìn)一步降低COD。參加粉末活性炭的PACT法的去除率最高可達(dá)33.12%，明顯高出好氧污泥法，緣由是活性炭的吸附作用。PACT法中活性炭的投加量逐步降低，但是廢水中的COD沒有立即降低，闡明之前投加的活性炭關(guān)于有機(jī)物的吸附仍未飽和。隨著反響時(shí)間的加長，COD的去除率開端逐步降低。與此同時(shí)反響器中的活性炭含量也在不時(shí)增加，但是去除率也沒有上升，闡明污泥中的微生物關(guān)于活性炭沒有起到明顯的再生作用。

　　3、結(jié)論

　　pH值、催化劑的品種和反響時(shí)間影響臭氧催化氧化處置有機(jī)硅廢水的效果。用臭氧催化氧化法處置廢水的最佳條件為：pH值為8，運(yùn)用接觸面積為0.1m2/L的銅絲作為催化劑，反響時(shí)間70min。將臭氧氧化的出水運(yùn)用PACT法處置，投加粉末活性炭60mg/L，可將廢水COD降至132.63mg/L，最終去除率到達(dá)48.19%。臭氧氧化大大提升了有機(jī)硅廢水的可生化性，與具有活性炭吸附作用的PACT法聯(lián)用，減少了本來生物難以應(yīng)用的大分子有機(jī)物，使得最終出水的COD去除率得到顯著提升。