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工业废水难降解有机物处理技术

北极星环保网来源:环保与节能 李金凤2018/5/4 9:05:30我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:工业废水 高级氧化 深度处理

北极星环保网讯:工业废水对水环境污染的比重较大,特别是近年来随着化工类行业的迅速发展,各种含有大量难生物降解的有机污染物的废水相应增多。随着国家政策对环保问题的日益关注,化工园区的规划将这些化工废水集中汇聚进行处理,在一定程度上降低了环境污染,同时也对化工园区污水处理厂提出了更高的技术要求。工业废水中大量有机物的特点是可生化性差、对微生物具有毒性和化学键能高,若想将之降解只能采用高级氧化的方式进行。本文论述了当前工业废水的几种高级氧化深度处理方法,以期能为实际生产运行中化工废水的高级氧化深度处理工艺提供一定的技术支持。

1工业废水中难降解有机污染物处理技术

1.1电化学氧化法

电化学氧化法分为电化学直接氧化和电化学间接氧化,其氧化机理是直接利用阳极的高电位及催化活性将废水中的有机物氧化分解和间接利用电解产生的强氧化剂羟基自由基将有机物氧化分解。直接氧化反应中有机物与电极直接进行电子传递[1]过程,电极材料和涂层对直接氧化效率影响很大。间接氧化反应是通过阳极产生具有强氧化作用的中间产物和阳极反应之外的溶剂化电子、臭氧等其它中间产物[2],将有机物氧化分解。

电化学氧化法的研究目前主要集中在以下几个方面:电极材料的研制、如何延长电极的使用寿命、提高电催化活性、降低电极污染和高效电解发生器的设计等方面。系统考察电化学氧化体系中电流密度、温度、PH、电解质浓度、流速以及反应时间等因素对氧化效果的影响,进一步深入探讨电化学的化学氧化机理。在工艺设计中废水经过电化学氧化法处理改善可生化性后可以作为预处理单元,也可以在生化处理后作为深度氧化处理单元。

1.2湿式氧化法

湿式氧化法主要包括湿式空气氧化和湿式空气催化氧化,其反应机理是将污水中固体悬浮物或有机物在液态存在下与空气或氧气混合,在177~315℃,压力3.5~10MPa下,反应一定时间后使水中的有机物被氧化降解。湿式催化氧化是在单纯空气氧化的基础上为降低反应温度和压力而加入一定的催化剂,从而提高催化氧化效率降低能耗。催化剂的种类包括过渡金属、贵金属、稀土金属氧化物及盐类等为活性成分[3],非均相反应体系中以氧化铝、活性炭、硅藻土、硅胶等为载体,催化剂和反应液的混合以固定床或者流化床的形式。

湿式氧化反应是在反应器内进行,主要适用于高浓、高毒性废水,氧化反应过程中放出的热量回收后可以对进水进行预热处理。该工艺处理水量有限而且对废水中的难降解有机物难以彻底降解,其优点是工艺简单便于操作管理运行成本低。随着对该工艺的优化、湿式空气催化剂和反应器的设计研究,该工艺的使用范围将会得到进一步的推广。

1.3超临界水氧化技术

超临界水氧化技术是一种能够将废水中难降解有机物彻底降解的新型氧化技术,其反应机理是根据超临界水的特殊性质利用氧气将有机物分解成水和二氧化碳等简单的小分子化合物。水是常用的超临界物质,超临界水可以对有机物和氧气完全互溶,因此在氧化反应体系中不存在相界面阻力而造成的反应速率低问题。在超临界状态这种高温环境下,超临界水氧化反应速度大大加快而且能够彻底的将水中有机物降解。

超临界水氧化法对工艺技术要求苛刻,反应器需要耐高温/高压、耐腐蚀,运行成本高。该氧化法所体现出来的优越性被更多的研究者所关注,研究者们正探讨在反应体系中加入某种催化剂的方式来缩短反应时间、提高反应速率,对处理工艺进行不断的完善。

1.4光化学催化氧化技术

光化学催化氧化法是目前研究比较多,在废水处理领域应用广泛的一项高级氧化技术。其反应机理是半导体光催化氧化的羟基自由基反应,半导体材料在光照射下产生光致空穴并将其表面从溶液中吸附的氢氧根和水氧化成强氧化剂羟基自由基。光化学催化氧化效率低,对有机物的降解能力有限,实际生产中和氧化剂协同使用可以大大提高其氧化效率。光助臭氧法和光助芬顿法就是将紫外光辐射技术和氧化剂相结合的工艺,利用光化学技术和氧化技术的协同效应大大提高了其反应效率。

进一步加深对光化学催化机理和各种氧化处理单元氧化机理的基础理论研究,有效的将光化学催化和各种氧化技术联合起来使用,发挥它们的协同效应,使工艺得到进一步改进,提高运行效率。

2结语

(1)高级氧化处理单元在实际生产中可作为预处理放在前端也可以放在生物法处理后端作为深度处理,高级氧化法工艺的选择应根据处理废水的水质特性和处理水量等来进行设计。

(2)高级氧化工艺的优越性不仅体现在对废水中难降解有机物的氧化分解上,可以和污泥减量化技术联合起来进行研究。

延伸阅读:

高浓度难降解有机废水处理研究进展

难降解制药废水处理技术的研究进展

铁碳微电解技术处理难降解废水的研究进展

难降解有机废水深度处理技术研究

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