甲基二乙醇胺广泛应用于油田气和煤气、天然气的脱硫净化、乳化剂和酸性气体吸收剂、酸碱控制剂、聚氨酯泡沫催化剂。可在活化剂参与下脱除天然气中的CO2和H2S。有机胺废水难生物降解且具有一定生物毒性,该废水若直接进入到污水处理厂进行生化处理,会造成较大的冲击负荷,需要对其进行特别处理。近几年来微波处理技术被用于环境污染物的治理,如土壤中的有机污染物,空气中的NOx,SOx,H2S等有害气体及水中难降解有机污染物的处理等。
现利用微波光化学法,以强化曝气方式,将难降解有机物降解为二氧化碳和水,并和铁碳微电解配合使用处理工业废水,考察其工程上的可行性。
1、试验部分
1.1 仪器和材料
仪器:WBSZ-20微波敏化处理设备,微波频率为2450MHz,大输出功率为1600W。电磁式空气泵。DR-2800多功能水质分析仪。DRB-200消解仪。TU-1901紫外分光光度计。
1.2 试验步骤
取2000mL废水原液进行处理试验。试验条件以影响甲基二乙醇胺降解因素的反应条件为准。处理后用COD快速测定仪测定处理后废水的COD,计算COD的去除率。
2、结果与讨论
2.1 氧化剂用量对处理效果的影响
当氧化剂投加量为30mL时,色度的去除率为42.8%,达到佳效果。氧化剂投加量为20mL和30mL时浊度值分别为1.589和0.976,去除率是69.9%和81.5%。虽然去除率在投加量30mL时达到高,但从20mL到30mL,增加10mL所带来的去除率增加并不大,同时,当投加量超过30mL,会面临氧化剂过量的问题。氧化剂用量对处理效果的影响见图1。
由图1可知:结合考虑处理效果和原料的消耗,COD的去除率在氧化剂投加量为20mL时达到佳值为11%。
2.2 氧化剂反应时间对处理效果的影响
当反应时间为30min时,COD的含量降至633mg/L,去除率为14%,之后COD的去除率随时间变化较慢,延长反应时间对处理效果带来的收益不大。当反应时间为40min时,色度和浊度的去除率都达到大,分别为46.2%,83.5%。由图2可知,加入20mL氧化剂后,反应40min时,废水的处理效果达到好,佳反应时间为40min。氧化剂反应时间对处理效果的影响见图2。
2.3 组合工艺的选择
试验前水样有轻微的黄色,澄清度较好。在500mL的原水中加入20mL的氧化剂溶液,水样中有絮凝状物质产生,水样有轻微浑浊。经过微波反应后水样中仍然存在絮凝状物质,但颜色透明。组合工艺对废水的处理效果明显优于只投加氧化剂的处理效果。加入20mL的氧化剂,并与废水反应40min后COD、色度、浊度的去除率分别为14%,46.2%,83.5%。而氧化剂+微波工艺反应5min后COD、色度、浊度的去除率分别为16.8%,47.2%,49.5%。氧化剂+微波+O3工艺反应5min后COD、色度、浊度的去除率分别为21.6%,61.0%,59.1%。因此,可以看出氧化剂+微波+臭氧工艺对废水的处理效果好。
2.4 铁碳滤料剂量对处理效果的影响
强化曝气装置在长期使用时叶轮磨损,从而导致曝气量不足,影响处理效果,在实验室模拟考察了一系列相关的影响因素,旨在进一步强化处理。取1L的预处理水样,试剂量模拟现场的比例为质量分数1%为10g。结果表明在单独过滤预处理的情况下,COD的去除率不高。单独过滤预处理效果见图3。
经过强化曝气预处理水样再进行3#试剂处理的废水与直接进行3#试剂处理的废水效果对比,见表1。强化曝气与未强化曝气预处理效果对比见图4。
单独的强化曝气,单独的3#试剂预处理都不能达到预期的处理效果。强化曝气预处理对于后续的处理有一定的促进作用。
不同条件下,铁碳滤料的处理效果如表2和图5
3、实际废水处理试验
通过前期对高浓度MDEA废水(COD为12g/L)试验结论:①微波光化学能有效处理MDEA废水的性能。②试验质量浓度为1000~2500mg/LMDEA废水的微波光化学处理效果:原水COD为1g/L时,经过处理COD去除率高达99%以上,在同样处理成本条件下,原水COD为2500mg/L时的COD去除率可达75%。随着浓度的降低,微波光化学处理可以获得经济的处理效果。