污水处理技术工艺

深度氧化工艺在工业废水处理领域的应用

发布日期:2019-05-10 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

随着我国工业的快速发展,难降解工业废水的排放量急剧增加,由此产生的水污染已成为我国环境污染的主要问题。在“十五”和2010年国家环境规划中,难降解工业废水的处理也被确定为我国今后的重点研究课题。难降解工业废水主要包括焦化、染料、农药等工业废水,具有成分复杂、COD含量高、色度高、含盐量高和有毒难降解物质等特点。处理这类工业废水的主要方法有物理法、化学法、物理化学法(简称物理化学法)、生物法及其组合技术等。针对难降解工业废水的处理,采用先进的氧化技术将难降解材料氧化为毒性低、可生物降解的低分子量有机物,然后通过生物处理技术将难降解材料矿化。基于高级氧化与生物处理的多过程集成,这种高级氧化-生物耦合技术处理难降解工业废水将成为未来工业废水处理的发展趋势。

高级氧化技术高级氧化技术(AOT),也称为深度氧化技术,基于使用电,光照射,催化剂,有时与氧化剂结合,在反应中产生高反应性的自由基(如oOH)。通过自由基与有机化合物之间的键的加成,取代,电子转移和断裂,废水中的难降解大分子有机物质被氧化降解成低毒或无毒的小分子,甚至直接降解成CO 2和H 2 O.几乎完全矿化。作为理化处理技术之一,先进的氧化处理技术具有处理效率高,有毒污染物彻底破坏的优点,被广泛应用于有毒,难降解工业废水的预处理过程中,逐渐成为水中的热点。治疗技术研究。 。目前用于处理有毒和难降解工业废水的先进氧化技术主要包括光化学催化氧化,电催化氧化,湿氧化,超临界水氧化和液体高压脉冲放电处理。

(1)光催化氧化。光化学催化氧化是近20年来发展迅速的一种先进氧化技术。其反应条件温和,氧化能力强,应用范围广。用该方法处理有毒难降解有机污染物已成为国内外水处理技术研究的热点。目前,多相光催化氧化和均相光催化氧化是主要的研究方法。多相光催化氧化主要是指半导体对有机物的光催化降解。虽然已在小型工程中应用,但其运行成本较高,适用于低浓度、小水量的废水处理或污水深度处理。其大规模的工业应用还面临许多问题。与非均相光催化氧化法相比,加入03、H202、Fenton试剂和光等氧化剂的均相光催化氧化法比简单的半导体光催化氧化法具有更高的氧化能力和光解速率。它是一种非常简单的废水处理技术,越来越受到环保工作者的重视。目前的均相光催化氧化法主要是紫外/芬顿试剂法。光化学催化氧化技术具有设备简单、操作方便、效率高、无二次污染、无污染等优点。在处理有毒难降解有机废水方面具有巨大的潜力。目前,其实际应用面临的主要问题是运行成本高、加工能力小。如果将光催化氧化技术与其他预处理或后处理方法相结合,将产生一种经济有效的组合技术。此外,太阳光替代紫外线是这一领域的另一个热点。

(2)电催化氧化。电催化先进氧化技术是近年来发展起来的一种有效的有毒难降解污染物处理技术。在常温常压下,由催化活性电极反应直接或间接产生羟基自由基。将难降解的有机物质转化为难降解的有机物质,或使难降解的有机物质“燃烧”生成c02和h20。该方法以其效率高、操作简单、与环境的兼容性好等优点受到了研究者的广泛关注。但长期以来,由于电极材料的限制,目前有机物降解效率低,能耗高,难以实现工业化。目前国内外的研究重点是探讨催化活性高、综合性能好的电极材料。

(3)湿式氧化。湿式氧化,又称湿式燃烧,是处理有毒难降解工业废水的有效方法。其基本原理是在高温高压条件下通过空气,使废水中的有机污染物被氧化。根据处理过程中催化剂的存在与否,可分为湿式氧化和湿式催化氧化。湿式空气氧化法(WAO)主要用于处理燃烧处理浓度过低、生物降解处理过高或毒性较大的废水。由于高温高压的要求,所需设备投资大,操作条件苛刻,很难为一般企业所接受。湿式空气催化氧化法(CWAO)是在传统的湿式氧化工艺中,通过添加合适的催化剂,在较温和的条件下和较短的时间内完成氧化反应。CWAO的催化剂有金属盐、单一氧化物和复合氧化物。湿式空气催化氧化降低了反应温度和压力,提高了反应分解能力,加快了反应速度,缩短了停留时间,减少了设备腐蚀,降低了运行成本。

(4)超临界水氧化。目前,超临界水氧化(SCWO)的研究越来越广泛。一些发达国家,如美国、日本和德国,已经建立了试点工厂或工业工厂并投入运行。目前,我国对这一技术的研究还处于起步阶段,只有清华大学、浙江大学等高校进行了相关的研究。超临界水氧化的主要原理是以超临界水为介质对有机物进行氧化和分解,是一种先进的氧化处理技术。本实用新型具有反应速度快、处理效率高、对难降解有机物的处理效果独特、无二次污染等优点。但由于该工艺属于高温高压工艺,对设备性能要求高,投资大,容易产生溶解氧浓度高、废水腐蚀金属等问题。反应后,无机物的溶解度很小,造成盐的沉淀,造成反应器或管道堵塞等。

(5)液相高压脉冲放电处理方法。通常,这些单一的高级氧化技术优于有毒和难熔工业废水的处理,这是一般氧化技术所无法比拟的。然而,这些技术具有各种限制,例如苛刻的反应条件,差的选择性或高成本。这些方法在废水实际处理中的应用。为了克服单一高级氧化技术的缺点,结合先进的氧化技术,这些技术在联合应用中产生了协同效应,仍处于探索和研究阶段。液相高压脉冲放电处理技术结合了高能电子辐射,湿式氧化,化学氧化,光催化氧化等先进氧化技术的特点。该系统不需要外部氧化剂,但使用液态电火花产生的臭氧和过氧化氢。而紫外光作为氧化剂(UV / 03 / H202光化学氧化),而反应体系不需要辅以高温,高压和外部光源辐射技术,是一种新概念的耐火有毒工业废水处理新技术。目前,该技术的研究仅限于反应工艺条件等的初步研究,需要进一步研究脉冲电源的放电形式及其强化措施,液 - 电反应器的结构,反应机理和动力学。

深度氧化工艺在工业废水处理领域的应用

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