[摘要]敘述了PTA廢水國內(nèi)外處理技術(shù)的現(xiàn)狀。試驗研究了復合催化氧化法處理PTA廢水的效果，系統(tǒng)地考察了pH、反應時間和氧化劑投加量對COD、色度去除率的影響，優(yōu)化了廢水處理的操作條件，最終以較低的成本和方便的操作將PTA混合污水的COD降至420mg／L左右，進一步用生物降解系統(tǒng)進行處理可使其COD降至150mg／L以下。本方法操作簡單，工藝流程合理，處理效果好，可操作性強，環(huán)境友好。

[關(guān)鍵詞]對苯二甲酸；催化；氧化；廢水處理

對苯二甲酸(PTA)是生產(chǎn)合成樹脂、滌綸纖維等產(chǎn)品的重要原料，目前國內(nèi)PTA裝置均采用對二甲苯氧化工藝，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量高濃度有機廢水，廢水組成復雜，主要污染物包括甲苯、對二甲苯、對甲基苯甲酸、對苯二甲酸(PTA或TA)、鄰苯

二甲酸、苯甲酸、對羧基苯甲醛、醋酸酯、醋酸、鈷錳催化劑、乙醛、揮發(fā)酸以及生產(chǎn)過程中所用的原料、中間產(chǎn)物、副產(chǎn)物等四十余種有機污染物質(zhì)。由于該廢水水質(zhì)復雜而多變，大大增加了治理的難度。高級氧化工藝在印染工業(yè)廢水、制藥工業(yè)廢水的處理中獲得了令人滿意的效果。筆者采用復合催化氧化法處理PTA廢水，系統(tǒng)地考察了pH、反應時間和氧化劑投加量對COD、色度去除率的影響，優(yōu)化了廢水處理的操作條件，最終以較低的成本和方便的操作將高濃度PTA混合污水的COD降至420mg／L左右，進一步用生物降解系統(tǒng)進行處理可使其COD降至150mg／L以下。

1實驗

1．1試劑與儀器

試劑：二氧化氯(C10)，重鉻酸鉀，催化劑(自制)，硫酸銀，硫酸，硫代硫酸鈉，均采用分析純。

儀器與裝置：氧化塔(玻璃)，計量泵，風機，2000mL容器若干，電爐，冷凝管，烘箱，馬弗爐，廣口瓶若干，流量計。

1．2工藝流程

PTA廢水處理工藝流程如圖1所示。

由圖1可見．在該工藝中通過沉降、過濾去除PTA廢水中含有的懸浮顆粒．再進人裝填有非均相催化劑的催化反應塔中．與二氧化氯氧化劑混合后

進行催化氧化降解處理．上述反應物在催化反應塔中能產(chǎn)生氧化能力極強的活性基團——羥基自由基(HO·)，這些自由基能激發(fā)有機物分子中的活潑氫生成R·自由基或羥基取代中間體，成為進一步氧化反應的引發(fā)劑，使中間體開環(huán)裂解，大分子變成小分子．小分子進一步氧化成二氧化碳和水，處理后的水相經(jīng)曝氣后直接進人生化處理系統(tǒng)。

1．3實驗方法

將沉降、過濾后的PTA廢水投人容器中，并按比例向其中投入氧化劑C10等，然后攪拌混合均勻．通過計量泵將配制好的廢水抽人催化反應塔中進行催化氧化降解反應．反應過程中通過風機向反應塔中鼓人一定量的空氣．處理后廢水取樣測定COD.

2結(jié)果與討論

2．1C10投加量的影響

主體氧化劑采用C10溶液，質(zhì)量濃度約為1000mg／L。在其他條件[(空氣)：(廢水)為105～110，溶液的pH為4．5，反應溫度為(15±5)oC，廢水在反應塔中HRT=Ih]不變的情況下，氧化劑C10投加量對COD影響見圖2。

由圖2可見，隨著C10投加量的升高，處理后廢水的COD逐漸降低。當m(C10溶液)：m(廢水)在0～0．2范圍內(nèi)時，出水COD隨C10投加量的不同變化較大，達到0．3后，影響逐漸減小。當m(C10溶液)：m(廢水)=0．3時，出水COD可控制在400～450mg／L之間。

2．2廢水HRT的影響

在其他條件[m(C10溶液)：m(廢水)=O．3，(空氣)：V(廢水)為105～llO，溶液的pH為4．5，反應溫度為(15±5)oC]不變的情況下，考察了廢水在塔中的HRT對COD去除效果的影響，結(jié)果見圖3。

由圖3可見．隨著廢水在催化反應塔中的HRT的延長，處理后廢水的COD逐漸降低。當m(C102溶液)：m(廢水)在0～0．3范圍內(nèi)，增加廢水在催化反應塔中的停留時間對出水COD的降低有明顯幫助。廢水在催化反應塔中的HRT>1h后，影響逐漸減小。當HRT為1h左右時，出水COD可控制在400～450mg／L。

2．3氣液比的影響

在氧化反應降解PTA廢水過程中，從塔底部通人空氣，一方面可以利用空氣中的氧氣幫助降解廢水中的有機物。減少氧化劑的消耗量；另一方面，可以起攪拌作用．促進催化反應塔中的液相均勻分布，但通氣量增大也會導致固定床催化劑的破損加劇。在其他條件[m(C10：溶液)：m(廢水)=O-3，廢水在催化反應塔HRT=1h，溶液的pH為4．5，反應溫度為室溫(15±5)cI=]不變時，改變氣液比，考察其對COD去除效果的影響，結(jié)果見圖4。

由圖4可見，隨著(空氣)：(廢水)的加大，處理后的廢水的COD總體呈下降趨勢。當(空氣)：(廢水)>100后，增加空氣的流量不再具有積極意義。催化反應塔中催化劑的破損率隨著空氣流量的加大而加劇，當(空氣)：V(廢水)>120后，固定床催化劑破損率隨氣液比的增加而嚴重加劇。綜合兩方面因素，(空氣)：(廢水)應控制在100～l1O。

2．4廢水pH的影響

在其他條件[m(C10溶液)：m(廢水)=0．3，(空氣)：(廢水)為105～110，反應溫度(15±5)cI=，HRT=1h]不變的情況下，考察了廢水的pH對COD去除效果的影響，結(jié)果見圖5。

由圖5可見，隨著廢水pH的增大。處理后的廢水的COD逐漸變大，即廢水的酸性化有利于其中有機物的氧化降解．但pH<4后其對氧化降解效果的影響不明顯。故選擇pH在4．0～5．O之間，此為水樣的pH。

2．5反應溫度的影響

實驗證明，在其他條件不變的情況下，提高反應溫度可以在一定程度上增加反應速度，縮短廢水的停留時間。但改變反應溫度對出水COD的影響較小，考慮在建設工業(yè)化裝置時對系統(tǒng)加熱會帶來較大的麻煩，故選擇常溫進行氧化處理較為合適。

3結(jié)論

以質(zhì)量濃度為1000mg／L的C102溶液為主氧化劑，采用復合催化氧化法處理PTA廢水，m(C10：溶液)：m(廢水)=o．3，廢水在催化反應塔中的HRT=1h，(空氣)：(廢水)為105～110，廢水的pH為4．5，反應溫度為常溫．可以將PTA混合廢水的COD從3000降至420mg／L。該處理方法具有操作簡便、操作彈性大、處理成本低等特點。

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