① 缺氧池是如何降低COD原理缺氧池的工藝控制謝謝大家，我們是焦化廢水，進水COD在4700左右，氨氮200左右
這個進水濃度就直接有A2/O工藝，誰設計的？
這么高的COD首先的經過專用的厭氧工藝處理，比如UASBIC等工藝。
氨氮200，應該上吹脫設備，把氨氮濃度降下來，光靠好氧池去除，玩si你啊！
② 廢水污染物主要控制哪些參數
一般污染物：
COD、懸浮物、氨氮（總氮）、總磷
根據工廠排放廢水污染特性，如存在以下物質也需控制
一類污染物質、「三致」物質、其它重金屬、其他有毒有害物質
③ 鐵碳填料技術參數，鐵碳填料適用於工業廢水處理效果如何
各種廢水微電解填料廢水水質去除原理1、印染廢水：鐵碳之間的微電流效應和磁場效應可以切斷印染廢水中污染物質的發色基團，從而使得廢水脫色。
2、電鍍廢水、印刷線路板廢水、含有重金屬絡合物廢水：通過陽極產生的新生態的鐵離子的還原效應可以破除重金屬絡合物，同時利用電泳效應和氫氧化鐵的共沉澱作用，大幅降低廢水中的重金屬絡合物和廢水COD。
3、硝基苯廢水、苯胺廢水、焦化廢水、石油化工廢水、雙氧水廢水、橡膠助劑廢水、含苯環化工廢水：鐵碳之間1.2V的電位差可以在廢水污染物之間產生微小的磁場，電子在磁場力的作用下定向運動會切割化合物碳鏈和碳環，從而起到破環斷鏈的作用，大幅降低cod的同時提高了廢水的可生化性，將難降解廢水轉換為容易降解的廢水。
4、醫葯廢水：鐵碳之間的的微電流效應可以將醫葯費水中穩定的化合物轉化為容易分解的物質，同時降低cod,並且對醫院廢水中的病原體還具有消毒作用。
5、造紙廢水：造紙廢水顏色重，污染物質多，微電解的電流效應，磁場效應和氧化還原作用可以將廢水中的長鏈纖維類多糖類物質轉化為二糖甚至單糖類物質，大大提高其可生化性，轉化為易降解物質。可以配合芬頓徹底去除。
6、畜牧廢水、高濃度有機廢水：微電解效應可以對高濃度有機廢水斷鏈並且破壞發色基團，降低cod，氨氮，磷化物效果明顯。
使用微電解填料廢水的處理效果：
1、 養豬場廢水：第一次水樣COD：12163.05mg/l，氨氮：1080.16mg/l；小試脫氮塔設備出水cod：1790.43mg/L；氨氮：13.28mg/l；小試微電解設備出水Cod：384.27mg/l。
2、電鍍廢水：原水cod：945，微電解之後cod：135。
3、 硝基苯廢水：原水cod：3800，硝基苯：82.5；鐵碳微電解+芬頓工藝之後cod107，硝基苯：0.26。
4、苯胺廢水：原水cod：5035，兩級微電解+芬頓之後cod：113。
5、 變性澱粉廢水：原水cod:12000,兩級微電解之後，cod：5875。
6、養牛廢水：原水cod：11034，兩級微電解之後cod：1416，兩級微電解+芬頓之後cod：857
7、某化工廢水：原水cod：20000，兩級微電解+芬頓cod：1600
山東普茵沃潤環保科技有限公司是國內規模以及銷量的微電解填料專業生產商。其處理效果、填料損耗、克服板結鈍化方面有獨特的優勢，在全國首屈一指，已受到廣大客戶的一致好評。
④ 污水處理工藝說明
污水處理按照處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理。
一級處理，屬於物理處理，主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質，物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水，BOD一般可去除30%左右，達不到排放標准。一級處理屬於二級處理的預處理。
二級處理，主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD，COD物質)，去除率可達90%以上，使有機污染物達到排放標准。
三級處理，進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法，混凝沉澱法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲分析法等。
整個過程為通過粗格柵的原污水通過污水提升泵提升後，流經格柵或者砂濾器，之後進入沉砂池，經過砂水分離的污水進入初次沉澱池，以上為一級處理，初沉池的出水進入生物處理設備，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反應器有曝氣池，氧化溝等，生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床)，生物處理設備的出水進入二次沉澱池，二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理，一級處理結束到此為二級處理，三級處理包括生物脫氮除磷法，混凝沉澱法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法。二沉池的污泥一部分迴流至初次沉澱池或者生物處理設備，一部分進入污泥濃縮池，之後進入污泥消化池，經過脫水和乾燥設備後，污泥被最後利用。
典型的五種工藝
(1)間歇活性污泥法(SBR)
間歇活性污泥法也稱序批式活性污泥法(SequencingBatchreactor-SBR)，它由個或多個SBR池組成，運行時，廢水分批進入池中，依次經歷5個獨立階段，即進水、反應、沉澱、排水和閑置。進水及排水用水位控制，反應及沉澱用時間控制，一個運行周期的時間依負荷及出水要求而異，一般為4～12h，其中反應佔40%，有效池容積為周期內進水量與所需污泥體積之和。比連續流法反應速度快，處理效率高，耐負荷沖擊的能力強;由於底物濃度高，濃度梯度也大，交替出現缺氧、好氧狀態，能抑制專性好氧菌的過量繁殖，有利於生物脫氮除磷，又由於泥齡較短，絲狀菌不可能成為優勢，因此，污泥不易膨脹;與連續流方法相比，SBR法流程短、裝置結構簡單，當水量較小時，只需一個間歇反應器，不需要設專門沉澱池和調節池，不需要污泥迴流，運行費用低。
(2)吸附再生(接觸穩定)法
這種方式充分利用活性污泥的初期去除能力，在較短的時間里(10～40min)，通過吸附去除廢水中懸浮的和膠態的有機物，再通過液固分離，廢水即獲得凈化，BOD5可去除85%～90%左右。吸附飽和的活性污泥中，一部分需要迴流的，引入再生池進一步氧化分解，恢復其活性;另一部分剩餘污泥不經氧化分解即排入污泥處理系統。分別在兩池(吸附池和再生他)或在同一池的兩段進行。它適應負荷沖擊的能力強，還可省去初次沉澱池。主要優點是可以大大節省基建投資，最適於處理含懸浮和膠體物質較多的廢水，如製革廢水、焦化廢水等，工藝靈活。但由於吸附時間較短，處理效率不及傳統法的高。
(3)氧化溝氧化溝是延時曝氣法的一種特殊型式。
氧化溝氧化溝是延時曝氣法的一種特殊型式。它的平面象跑道，溝槽中設置兩個曝氣轉刷(盤)，也有用表面曝氣機、射流器或提升管式曝氣裝置的。曝氣設備工作時，推動溝液迅速流動，實現供氧和攪拌作用。與普通曝氣法相比，氧化溝具有基建投資省，維護管理容易，處理效果穩定，出水水質好，污泥產量少，還有較好的脫N、P作用，適應負荷沖擊能力強等優點。
(4)連續進水周期循環延時曝氣活性污泥法(ICEAS)
ICEAS反應器前部設有預反應區(占池容積的10%)。反應池由預反應區和主反應區組成，並實現連續進水，間歇排水。預反應區一般處在厭氧和缺氧狀態，有機物在此被活性污泥吸附，該區還具有生物選擇作用，抑制絲狀菌生長，防止污泥膨脹。被吸附的有機物在主反應區內被活性污泥氧化分解。反應連續進水，解決了來水與間歇進水不匹配的矛盾。但該工藝沉澱效果較差、凈化效果變差，易發生污泥膨脹，污泥負荷較低，反應時間長，設備容積增大，投資較大。
(5)生物脫氮除磷工藝(A/A/O)
污水首先進入厭氧池與迴流污泥混合，在兼性厭氧發酵菌的作用下，廢水中易生物降解的大分子有機物轉化為聚磷菌可以吸收小分子有機物(如VFA)，並以PHB的形式貯存在體內，其所需的能量來自聚磷鏈的分解。隨後，廢水進入缺氧區，反硝化細菌利用廢水中的有機基質對隨迴流混合液帶入的NO3-進行反硝化。廢水進入好氧池時，廢水中有機物的濃度較低，聚磷菌主要是通過分解體內的PHB而獲得能量，供細菌增殖，同時將周圍環境中的溶解性磷吸收到體內，並以聚磷鏈的形式貯存起來，隨後以剩餘污泥的形式排出系統。系統中好氧區的有機物濃度較低，正有利於該區中自養硝化菌的生長。厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和不同種類的微生物菌群的有機配合，能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能;工藝簡單，水力停留時間較短;SVI一般小於100，不會發生污泥膨脹;污泥中磷含量高，一般為2.5%以上;厭氧-缺氧池只需輕緩攪拌，使之混合，而以不增加溶解氧為度;沉澱池要避免發生厭氧-缺氧狀態，以避免聚磷菌釋放磷而降低出水水質和反硝化產生N2而干擾沉澱;脫氮效果受混合液迴流比大小的影響，除磷效果則受迴流污泥中挾帶DO和硝酸態氧的影響，因而脫氮除磷效果不可能提高。具體聯系污水寶或參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。
污水處理項目建設過程
污水處理工程是城市市政建設、工業企業建設或排污達標治理的一個重要部分，其建設須按國家基本建設程序進行，現行的基本建設程序一般分編制項目建議書、項目可行性研究、項目工程設計、工程和設備招投標、工程施工、竣工驗收、運行調試和達標驗收幾個步驟。這些建設步驟基本包括了項目建設的全過程，它們也可劃分為三個階段。
第一階段項目立項階段。該階段需根據城市市政規劃或環境保護部門要求，分析項目建設的必要性和可行性。本階段以確定項目為中心，一般由建設單位或其委託的設計研究單位編制項目建議書和項目可行性研究報告，通過國家計劃部門、投資銀行或企業計劃部門論證便可獲得立項，對於某些小規模項目，只編制污水處理工程方案設計，並通過投資部門的論證便可立項。第二階段工程建設階段。包括工程設計、工程和設備招投標、工程施工、竣工驗收等過程。
設計的前期工作
設計的前期工作主要是可行性研究，以可行性研究報告(大型、重要的項目)或工程方案設計(小型、簡單的項目)的文件形式表達，主要是論證水處理「title=」污水處理新聞專題「>污水處理項目的必要性、工藝技術的先進性與可靠性、工程的經濟合理性，為項目的建設提供科學依據。可行性研究報告是國家投資決策的重要依據，主要內容如下。
①總論項目編制依據、自然環境條件(地理、氣象、水文地質)、城市社會經濟概況或企業生產經營概況;城市或企業的排水系統現狀、污染源構成、污水排放量現狀、污水水質現狀、項目的建設原則與建設范圍、污水處理廠建設規模、污水處理要求目標(設計進水、出水水質)。
②工程方案污水處理廠廠址選擇及用地;污水處理工藝方案比較(比較方案工藝技術與總體設計、工藝構築物及設備分析、技術經濟比較)，處理水的出路(回用水深度處理工藝選擇);工程近、遠期結合問題;節能、安全生產與環境保護，推薦方案設計(污水污泥及回用水處理工藝系統平面及高程設計、主要工藝設備及電氣自控、土建工程、公用工程及輔助設施);生產組織及勞動定員。
③工程投資估算及資金籌措工程投資估算原則與依據;工程投資估算表;資金籌措與使用計劃。
④工程進度安排。
⑤經濟評價總論(工程范圍及處理能力、總投資、資金來源及使用計劃);年經營成本估算;財務評價。⑥研究結論、存在問題及建議。
初步設計
初步設計的主要目的如下：①提供審批依據，進一步論證工程方案的技術先進性、可靠性和經濟合理性;②投資控制，提供工程概算表，其總概算值是控制投資的主要依據，預算和決算都不能超過此概算值;③技術設計，包括工藝、建築、變配電系統、儀表及自控等方面的總體設計及部分主要單元設計，各專業所採用的新技術論證及設計;④提供施工准備工作，如拆遷、征地三通(水、電、路)一平(牆)並與有關部門簽訂合同;⑤提供主要設備材料訂貨要求，即設備與主材招標合同的技術規格書的依據，包括污水、污泥、電氣與自控、化驗等方面設備與主材的工藝要求、性能、技術規格、數量。初步設計的任務包括確定工程規模、建設目的、投資效益，設計原則和標准、各專業個體設計及主要工藝構築物設計、工程概算、拆遷征地范圍和數量、施工圖設計中可能涉及的問題及建議。初步設計的文件應包括設計(計算)說明書、工程量、主要設備與材料、初步設計圖紙、工程總概算表。初步設計文件應能滿足審批、投資控制、施工圖設計、施工准備、設備訂購等方面工作依據的要求。
1.初步設計
(1)設計依據①可行性研究報告的批准文件;②建設單位(甲方)的設計委託書;③其他有關部門的協議和批件;④建設單位(甲方)提供的設計資料清單(名稱、來源、單位、日期)。
(2)城市或企業概況及自然條件①城市現狀與總體規劃，或企業生產經營現狀及發展。②自然條件方面資料a.氣象，包括氣溫、濕度、雨量、蒸發量、冰凍期及凍土深度冰溫、風向等;b.水文，包括地表水體的功能、地理位置、方向、水位、流速、流量等，地下水的分布埋深、利用等。工程地質，包括水處理」title=「污水處理新聞專題」>污水處理廠建址地區的地質鑽孔柱狀圖、地基承載能力、地震等級等。③有關地形資料，包括污水處理廠及相關地區的地形圖。·④城市污水排放現狀及環境污染問題。
(3)處理要求污水排放應達到國家的排放標准或環境保護部門要求。
(4)工程設計①設計污水處理水質水量在分析排水系統污水的平均流量、高峰流量、現狀流量、預期流量等水量資料基礎上，確定污水處理廠設計規模(包括2012年處理能力和總處理能力);根據城市或企業排污狀況，在分析主要污染源(必要時作一定時間污染源監測)和混合污水現狀監測資料的基礎上，確定污水廠設計進水水質指標。②廠址選擇說明結合城市現狀和總體規劃，具體說明廠址選擇的原則和理由，並說明已選廠址的地形、地質、用地面積及外圍條件(即三通一平)③工藝流程的選擇說明主要說明所選工藝方案的技術先進性、合理性，尤其要說明所採用新技術的優越性(技術經濟方面)和可靠性(技術方面)o④工藝設計說明說明所選工藝方案初步設計的總體設計(平面和高程布置)原則，並說明主要工藝構築物的設計(技術特徵、設計數據、結構形式、尺寸)⑤主要處理設備說明說明主要設備的性能構造、材料及主要尺寸，尤其是新技術設備的技術特徵、構造形式、原理、施工及維護使用注意事項等。
(5)處理廠內輔助建築(辦公、化驗、控制、變配電、葯庫、機修等)和公用工程(供水、排水、采膠、道路、綠化)的設計說明
(6)處理廠自動控制和監測設計說明
(7)處理廠污水和污泥的出路
(8)存在的問題及對策建議
2.工程量列出本工程各項構(建)築物及廠區總圖所涉及的混凝土量、鋼筋混凝土土量、建築面積等。
3.設備和主要材料量、挖土方量、回填土方量列出本工程的設備和主要材料清單(名稱、規格、材料、數量)。
4.工程概算書說明概算編制依據、設備和主要建築材料市場供應價格、其他間接費情況等。列出總概算表和各單元概算表。說明工程總概算投資及其構成。
5.設計圖紙各專業(工藝、建築、電氣與自控)總體設計圖(總平面布置圖、系統圖)，比例尺(1：200)~(1：1000)，主要工藝構築物設計圖(平面、豎向)，比例尺(1：100)~(1：200)。
施工圖
施工圖設計在初步設計或方案設計批准之後進行，其任務是以初步設計的說明書和圖紙為依據，根據土建施工、設備安裝、組(構)件加工及管道(線)安裝所需要的程度，將初步設計精確具體化，除水處理「title=」污水處理新聞專題「>污水處理廠總平面布置與高程布置、各處理構築物的平面和豎向設計之外，所有構築物的各個節點構造、尺寸都用圖紙表達出來，每張圖均應按一定比例與標准圖例精確繪制。施工圖設計的深度，應滿足土建施工、設備與管道安裝、構件加工，施工預算編制的要求。施工圖設計文件以圖紙為主，還包括說明書、主要設備材料表。
1.施工圖設計說明書
①設計依據初步設計或方案設計批准文件，設計進出水水質。②設計方案扼要說明污水處理、污泥處理及氣體利用的設計方案，與原初步設計比較有何變更，並說明理由，設計處理效果。③圖紙目錄、引用標准圖目錄。④主要設備材料表。⑤施工安裝注意事項及質量、驗收要求。必要時另外編制主要工程施工方法設計
2.設計圖紙
(1)總體設計①污水處理廠總平面圖比例尺(1：100)~(1：500)，包括風玫瑰圖、坐標軸線、構築物與建築物、圍牆、道路、連接綠地等的平面位置，註明廠界四角坐標及構(建)築物對角坐標或相對距離，並附構(建)築物一覽表、總平面設計用地指標表、圖例。②工藝流程圖又稱污水污泥處理系統高程布置圖，反映出工藝處理過程及構(建)築物間的高程關系，應反映出各處理單元的構造及各種管線方向，應反映出各構(建)築物的水面、池底或地面標高、池頂或屋面標高，應較准確地表達構(建)築物進出管渠的連接形式及標高。繪制高程圖應有準確的橫向比例，豎向比例可不統一。高程圖應反映原地形、設計地坪、設計路面、建築物室內地面之間的關系③污水處理廠綜合管線平面布置圖應標示出管線的平面布置和高程布置，即各種管線的平面位置、長度及相互關系尺寸、管線埋深及管徑(斷面)、坡度、管材、節點布置(必要時做詳圖)、管件及附屬構築物(閘門井、檢查井)。必要時可分別繪制管線平面布置和縱斷面圖。圖中應附管道(渠)、管件及附屬構築物一覽表。
(2)單體構(建)築物設計圖各專業(工藝、建築、電氣)總體設計之外，單體構(建)築物設計圖也應由工藝、建築、結構(土建與鋼)、電氣與自控、非標准機械設備、公用工程(供水、排水、採暖)等施工詳圖組成。①工藝圖比例尺(1：50)~(1：100)，表示出工藝構造與尺寸、設備與管道安裝位置與尺寸、高程。通過平面圖、剖面圖、局部詳圖或節點構造詳圖、構件大樣圖等表達，應附設備、管道及附件一覽表，必要時對主要技術參數、尺寸標准、施工要求、標准圖引用等做說明。②建築圖比例尺(1：50)~(1：100)，表示出水平面、立面、剖面的尺寸、相對高程，表明內、外裝修材料，並有各部分構造詳圖、節點大樣、門窗表及必要的設計說明。③結構圖比例尺(1：50)~(1：100)，表達構(建)築物整體及構件的結構構造、地基處理、基礎尺寸及節點構造等，結構單元和匯總工程量表，主要材料表，鋼筋表及必要的設計說明，要有綜合埋件及預留洞詳圖。鋼結構設計圖應有整體裝配、構件構造與尺寸、節點詳圖，應表達設備性能，加工及安裝技術要求，應有設備及材料表。④主要建築物給水排水、採暖通風、照明及配電安裝圖。
(3)電氣與白控設計圖①廠(站)區高、低壓變配電系統圖和一、二次迴路接線原理圖包括變電、配電、用電、啟動和保護等設備型號、規格和編號。附材料設備表，說明工作原理，主要技術數據和要求。②各種控制和保護原理圖與接線圖包括系統布置原理圖。引出或列入的接線端子板編號、符號和設備一覽表以及運行原理說明。③各構築物平、剖面圖包括變電所、配電間、操作控制間電氣設備位置、供電控制線路鋪設、接地裝置、設備材料明細表和施工說明及注意事項。④電氣設備安裝圖包括材料明細表、製作或安裝說明。⑤廠(站)區室外線路照明平面圖包括各構築物的布置、架空和電纜配電線路、控制線路和照明布置。⑥儀表自動化控制安裝圖料明細表，以及安裝調試說明⑦非標准配件加工詳圖
(4)輔助設施設計圖輔助與附屬建築物建築、結構、設備安裝及公用工程，如辦公、倉庫、機修、食堂、宿舍、車庫等施工設計圖。
(5)非標准設備設計圖某些簡單金屬構件的設計詳圖可附於工藝設計圖中。但由幾種不同形式的零配件、構件組成的成套設備，又沒有現成的設備可使用，其功能較獨立，構造較復雜，加工不簡單的設備或大型鋼結構處理裝置，應視為非標准設備，專門進行施工(製作、安裝)圖設計。①總裝圖表明構件零配件相互之間組裝位置、製作加工與安裝的技術要求、設備性能、使用須知及其他注意事項，必要時應有節點詳圖，附構件、零配件一覽表。②部件圖表明構件加工製作詳圖、組裝圖、製作和裝配精度要求。③零件圖零件的加工製作詳圖，須說明加工精度、技術指標、材料、數量等。
①工程設計項目立項後，設計單位根據審批的可行性研究報告進行施工圖設計，其任務是將可行性研究報告確定的設計方案的具體化，要將水處理」title=「污水處理新聞專題」>污水處理廠(站)區、各處理構(建)築物、輔助構(建)築物等的平面和豎向布置，精確地表達在圖紙上，其設計深度應能滿足施工、安裝、加工及施工預算編制要求。在施工圖設計之前，可能還需進行擴大初步設計，進一步論證技術的可靠性、經濟合理性和投資的准確性。
②工程設備招投標是經過比較投標方的能力、技術水平、工程經驗、報價等，來選定工程施工單位和設備供應單位的過程，該過程是保證工程質量和節省工程投資的基礎
③工程施工是項目建設的實現階段，包括土建施工、設備加工製造及安裝的全過程。本階段設計人員應向施工單位和設備供應單位進行技術交底，施工單位要按設計圖紙施工，施工人員發現問題或提出合理化建議，應經過一定手續才能變動，施工時，為了總結設計經驗，應及時解決施工中出現的技術問題，或根據具體情況對設計作必要的修改和調整，設計人員要有計劃地配合參加施工。對一般設計項目，指派主要設計人員到施工現場，解釋設計圖紙，說明工程目的、設計原則、設計標准和依據，提出新技術的特殊要求和施工注意事項;對重大或新技術項目，必要時應派現場設計代表，隨時解決施工中存在的設計問題。
④竣工驗收是全面檢查設計和施工質量的過程，其核心是質量，不合格工程必須返工或加固。第三階段項目驗收階段，包括聯動試車、運行調試、達標驗收等過程。聯動試車由施工單位、設備供應單位、建設單位共同完成，檢查設備及其安裝的質量，以確保能正常投入使用。試運行的目的是要確保處理系統達到設計的處理規模和處理效果，並確定最佳的運行條件，對於生物處理系統，往往要用較長時間來完成「培菌」任務。達標驗收是由環境保護部門檢驗處理系統出水是否達到排放標准。污水處理工程的設計內容設計工作按建設項目所處理的對象不同可劃分為城市污水處理廠工程設計和工業企業廢水處理站工程設計，由於污水來源、性質、水量及處理工藝方面差別較大，使其設計工作亦有所不同。設計工作按建設項目技術的復雜程度可劃分為兩個階段(初步設計和施工圖設計)或一個階段(施工圖設計);同樣可按污水處理規模大小或重要性劃分為兩階段設計或一階段設計。技術復雜、處理規模大、重要的項目一般按兩階段設計，技術復雜程度、處理規模、重要性均小的按
⑤ 印染廠中水回用問題
分質處理、分質回用，比較經濟。
做一下經濟測算。
全部深度處理，投資很高、運行成本也會很高。
找經濟的參數、綜合評價。
說出詳細用、排水情況，可以幫忙測評建議一下。
⑥ 用超聲波預處理焦化廢水，過程中暴氣，氬氣有用過的嗎，有沒有合適的條件
最好你自己看PDF，哪有清楚
超聲波技術及其在水處理中的應用
龔安華羅亞田李端林
(武漢理工大學資源與環境工程學院,武漢,430070)
摘 要
本文綜合了近幾年的國外文獻,討論了超聲波處理廢水的機理、影響因素及應用領域,提出了
超聲波在廢水處理領域存在的一些問題。
關鍵詞:超聲波氣穴自由基水處理應用
1 前言
由於生物處理對有些物質不能適用,這一傳統
的水處理方法已經難以滿足人們對於環境質量的嚴
格要求。於是一些新的水處理方法逐漸興起,這些
方法有些是徹底地處理廢水,有些是降低廢水的毒
性以便進一步地生物處理。氣穴技術就是其中之
一,它能夠用來有效地破壞或者改變復雜化合物及
難以生物降解材料的結構。
超聲波由於能產生氣穴,從而能氧化分解傳統方
法所不能處理的廢水。這一特性使其在廢水處理領域
有著廣泛的應用前景。一般來說,產生氣穴的方式有
四種:超聲波、水力、粒子及光子。其中,利用超聲波產
生氣穴和基於這一原理的聲化學反應器引起了人們的
廣泛興趣。自上個世紀60 年代聲化學發展以來,用超
聲波能量處理工業和生活污水得到了大量地應用。而
事實上,由於人們對降低有毒污染物的需求越來越來
高,超聲波在水處理領域得到了不斷地發展。許多研
究人員在實驗室里利用超聲波反應器完成了對用傳統
的方法難以處理的物質[1] 。
2 超聲波反應機理及影響因素
211 超聲波反應機理
表1 不同化合物的降解[2 ]
反應物超聲波化條件主要中間產物主要機理
苯酚20 、487kHz 、30W、空氣、01 5mm 對苯二酚、萘酚、苯醌等自由基
22氯苯20kHz 、50W、空氣、01 05mm 萘酚、32氯萘酚、氯化物自由基
32氯苯酚20kHz 、50W、空氣、01 05mm 氯化對苯二酚、32氯萘酚、42氯萘酚自由基
42氯苯酚20kHz 、50W、空氣、01 05mm 對苯二酚、氯化物自由基
2 ,42二氯苯酚氬氣22氯苯酚、42氯苯酚、2 ,4 二氯苯酚自由基
硝基苯酚011mm 亞硝酸鹽、硝酸鹽、蟻酸等自由基和熱解
氯苯20 、487kHz 、30W、空氣、氬氣,氧氣、01 5mm 42氯苯、對苯二酚、乙炔自由基和熱解
四氯化碳20 、500kHz、30W、空氣、01 035mm 四氯乙烯、六氯甲烷熱解
氯仿200kHz 、空氣、氬氣熱解
超聲波是指頻率在2000Hz 以上的聲波,它具
有聲波的普遍特性。但是由於其頻率高於一般聲
波,因而就有一些特殊的性能。雖然超聲波化學轉
化的有關機理還不是很清楚,研究人員[2 ] 提出了以
下幾種反應機理:熱分解、羥基自由基氧化、等離子
化學和超臨界氧化。熱分解發生在氣穴內部,主要
表現在當溶劑或待分解物滲透進入氣泡後被分解。
事實上,往往在氣泡里的能量不足以打斷化學鍵,而
在水溶液中,主要的熱分解反應是對水的分解。這
一熱解反應導致了在氣泡中產生了活性相對較高的
48 四川化工 第9 卷 2006 年第1 期
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自由基,這些自由基會在氣泡里或者氣泡周圍重新
結合。否則,在這些自由基進入溶液以後可能與一
些大分子接觸從而氧化它們。羥基自由基氧化與熱
解之間的比率取決於溶質的位置,要看是在氣泡里
或者是界面層,還是在溶液里。但是,歸根到底取決
於物質的物理化學性質。表1[2 ] 是一些物質的情況
反映。
當然,仍然有一些參數還不是很清楚。研究人
員[2 ] 提出決定化合物進入氣泡的性質不是其蒸汽壓
而是其疏水性。因此,親水的化合物如苯酚和氯酚
可能會在溶液中或者界面處受到羥基的攻擊。其它
的一些疏水性化合物如四氯化碳、苯和氯苯可能主
要是在氣泡中熱解。但是,其它的情況也有可能影
響降解的位置,也有些情況是一些機理的互相競爭。
總之,疏水性化合物和揮發性化合物易於被超聲波
降解,而不揮發和親水性化合物超聲波是難以降解
的。
另一種反應的機理是等離子化學。這與超聲波
發光與光致發光之間的關系和光化學與聲化學之間
的關系相似。這種等離子的效應是由於對超聲波能
量的吸收,從而在氣泡中形成為等離子體。
以上提到的假設可以歸結為超臨界水的聲化學
反應。事實上許多的研究人員都發現[ 2 ] ,在氣泡和
溶液的界面層存在著超過臨界條件的高溫高壓
(647 K、2211MPa) ,這使得媒介有流體的物理性質。
這些條件可通過改變溶質的溶解度和分散度來改善
反應。但是,超臨界水的界面自由基只有幾毫秒的
壽命和幾毫米的范圍。
212 反應的影響因素
超聲波反應中,分解化合物的性質是決定反應
進程的主要因素。而其它反應條件對反應進程也有
不同程度的影響,其主要體現在對反應常數的影響。
研究人員[3 ] 在分解芳香族化合物時發現底物的起始
濃度和超聲波的能量強度對反應速率有著不同程度
的影響。隨著底物濃度的增加反應速率降低。這是
因為由於濃度的升高,導致比熱容的降低,而比熱容
降低導致了降解速率的降低。而當底物主要是在氣
泡中分解時,降解速率取決於氣泡的數量。而隨著
超聲波密度的增加,氣泡的數量也會增加,從而提高
了反應的速率。
在反應體系中加入媒介氣體對反應的進程也有
不同程度的影響。研究人員[2 ] 在用超聲波分解二硫
化碳時發現,在不同的氣體媒介中,其反應的速率為
He > 空氣> N2O > Ar 。其在He 的反應體系中
的速率是在Ar 中的3 倍。氣體的影響因素主要是
體現在對聲化氣泡間撞擊上。氣體的許多性質都可
以影響聲化反應,如比熱容、熱導率和溶解性。比熱
容影響反應的效果表現在高比熱容的單原子比低熱
容的多原子能產生更高的溫度和壓力。而低熱導率
的氣體降低了氣體撞擊熱能的傳遞,從而降低了撞
擊的溫度。氣體的溶解度也是一個影響的因素。氣
體的溶解度越大,它就越可能擴散到氣穴中。這些
溶解的氣體為氣穴的形成提供核心。
當然還有一些其它的因素如時間、水中干擾物
質、催化劑( TiO2 ) [ 2 、4 ] 等。許多研究表明,無論哪種
因素的影響,超聲波反應器的經濟性不能忽視。
3 超聲波在水處理中的應用
超聲波由於其獨特的特性,有著廣泛的應用范
圍。但一般說來,單一的超聲波處理並不能達到滿
意的處理效果。目前的研究主要集中在超聲波與其
它處理方法的聯合處理廢水。
311 強化生物處理
利用超聲波技術可以改善污泥的固2液界面、加
強氣體的傳質和營養物傳遞,從而強化生物處理。
O1 Schlafer[5 ] 研究人員利用低功率超聲波處理釀酒
工業廢水,生物反應器獲得了較好的處理效果。在
實驗中,超聲波功率為013W/ L 、頻率25kHz。經過
超聲波處理後的生物絮體濃度由0112g/ L 增加為
014g/ L ,處理效率提高了50 %。
寧平等[6 ] 利用超聲波輻射2活性污泥聯合處理
焦化廢水,研究表明,當選擇空氣作為曝氣氣體,向
廢水中曝氣而不用超聲波時,廢水中CODCr 降解率
僅為45 %;在聲能強度為11914kW/ m2 條件下,用
超聲波時其降解率可達65 %; 當把超聲波輻射2活
性污泥聯合處理焦化廢水時,CODCr 的降解率提高
到81 %。同時發現經超聲波預處理後的廢水中無
亞硝酸氮,而且加活性污泥後,其耗氧速率有明顯的
降低,說明經超聲波處理後的焦化廢水對生物無毒
性。
第1 期 超聲波技術及其在水處理中的應用49
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312 處理造紙黑液
造紙黑液是由木質素與腐殖酸物質構成的色度
極暗、顏色很深的廢液,對其進行處理一直是工業水
處理的難題之一。沈壯志[7 ] 等採用PFS/ H2 O2 與超
聲波聯合處理,通過對比發現,聯合超聲波處理後
CODCr的去除率提高了13 %左右、PFS 節約14 %、
H2O2節約50 —80 %。周珊[ 8 ] 等利用超聲波技術與
組合高級氧化技術對造紙黑液進行處理。研究發現
在超聲波輻照下,可以將造紙廢液中大分子有機污
染物部分分解為小分子有機物。在溫度30 ℃、p H
為6 條件下,單獨超聲波輻照4h ,CODCr 去除率為
1715 %、TOC 去除率為1317 %。但在US2H2 O2
2
FeSO4 工藝下輻照4h ,由於活性自由基的產生,使廢
液CODCr 去除率高達4719 %、TOC 去除率高達
4518 %。
313 超聲波2物理能場分解有機物
在水處理中物理能場的應用比較廣泛,將超聲
波和其它物理能場(光場、電場、磁場) 相聯合是水處
理中的研究方向之一。E1Naff rechoux[9 ] 等將超聲
波與紫外光聯合處理生活污水分解有機物,研究認
為,在分解有機物過程中存在三種作用: 紫外光分
解、超聲波形成羥基自由基氧化分解、紫外光分解空
氣產生臭氧氧化分解。付榮英[10 ] 等利用超聲波和
紫外光協同作用氧化降解鄰氯苯酚,研究表明,紫外
光和H2O2 體系對鄰氯苯酚的降解率僅為43 %。而
聯合超聲波後,降解率可達83 %。這說明超聲波與
紫外光產生了協同作用。
超聲波與電場聯合是一種新型的水處理技術。
劉靜[ 11 ] 等利用超聲波和電場處理印染廢水,在初始
濃度為370mg/ L 、p H = 2 、電壓為5V 的最佳條件下
作用60min ,印染廢水的脫色率可達9616 %。研究
發現單獨超聲波對印染廢水的降解能力較弱,而超
聲波2電場協同作用下的脫色率遠大於單一電場作
用。
4 結論
超聲波在水處理領域的應用雖然已經得到了人
們廣泛地認識,但是有許多問題仍然有待解決。
411 超聲波反應的條件控制比較困難。不同的底
物由於其不同物理化學性質,其最佳的分解條件是
不同的,尤其是考慮其經濟性時。分解不同的底物
時,為使其達到最佳的分解效果,必須對超聲波的強
度、分解時間、催化劑等條件進行試驗。
412 到目前為止,超聲波技術還沒有大規模運用到
實踐中,許多的應用都是在實驗室里完成。這些試
驗都是針對某一類底物,模擬該物質的溶液進行處
理。超聲波有待進一步在實踐中的考驗。
413 超聲波大規模應用的問題主要在設備上,研製
出能夠連續處理廢水、低能耗、大容量的超聲波反應
器是關鍵所在。
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50 四川化工 第9 卷 2006 年第1 期
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⑦ A2O工藝處理焦化廢水是如何管理
同樣學習一下，焦化廢水的總氮和氨氮都比較高，注意運行參數控制