Ⅰ 化工廢水的處理方法
萊特.萊德 光化學氧化法由於反應條件溫和、氧化能力強光化學氧化法近年來迅速發展,但由於反應條件的限制,光化學法處理有機物時會產生多種芳香族有機中間體,致使有機物降解不夠徹底,這成為了光化學氧化需要克服的問題。光化學氧化法包括光激發氧化法(如03/UV)和光催化氧化法(如Ti02/UV)。光激發氧化法主要以03、H202、02和空氣作為氧化劑,在光輻射作用下產生·OH;
光催化氧化法則是在反應溶液中加入一定量的半導體催化劑,使其在紫外光的照射下產 生·OH,兩者都是通過·OH的強氧化作用對有機污染物進行處理。
催化濕式氧化法催化濕式氧化法(CWAO)是指在高溫(123℃~320℃)、高壓(0.5~10MPa)和催化劑(氧化物、貴金屬等)存在的條件下,將污水中的有機污染物和NH3-N氧化分解成C02、N2和H20等無害物質的方法。
聲化學氧化聲化學氧化中主要是超聲波的利用。超聲波法用於垃圾滲濾液的處理主要有兩個方面:一是利用頻率在15kHz~1MHz的聲波,在微小的區域內瞬間高溫高壓下產生的氧化劑(如·OH)去除難降解有機物。另外一種是超聲波吹脫,主要用於廢水中高濃度的難降解有機物的處理。
臭氧氧化法臭氧氧化法主要通過直接反應和間接反應兩種途徑得以實現。其中直接反應是指臭氧與有機物直接發生反應,這種方式具有較強的選擇性,一般是進攻具有雙鍵的有機物,通常對不飽和脂肪烴和芳香烴類化合物較有效;間接反應是指臭氧分解產生·OH,通過·OH與有機物進行氧化反應,這種方式不具有選擇性。臭氧氧化法雖然具有較強的脫色和去除有機污染物的能力,但該方法的運行費用較高,對有機物的氧化具有選擇性,在低劑量和短時間內不能完全礦化污染物,且分解生成的中間產物會阻止臭氧的氧化進程。可見臭氧氧化法用於垃圾滲濾液的處理仍存在很大的局限性。
電化學氧化法電化學氧化法是指通過電極反應氧化去除污水中污染物的過程,該法也可分為直接氧化和間接氧化。直接氧化主要依靠水分子在陽極表面上放電產生的·OH的氧化作用,·OH親電進攻吸附在陽極上的有機物而發生氧化反應去除污染物;間接氧化是指通過溶液中C12/C10。的氧化作用去除污染物。電化學氧化對垃圾滲濾液中的COD和NH3一N
都有很好的去除效果,缺點是能耗較大。
Fenton氧化法Fenton法是一種深度氧化技術,即利用Fe和H202之間的鏈反應催化生成·OH自由基,而·OH自由基具有強氧化性,能氧化各種有毒和難降解的有機化合物,以達到去除污染物的目的。特別適用於生物難降解或一般化學氧化難以奏效的有機廢水如垃圾滲濾液的氧化處理。Fenton法處理垃圾滲濾液的影響因素主要為pH、H202的投加量和鐵鹽的投加量。
類Fenton法類Fenton法就是利用Fenton法的基本原理,將UV、03和光電效應等引入反應體系,
因此,從廣義上講,可以把除Fenton法外,通過H202產生羥基自由基處理有機物的其他所有技術都稱為類Fenton法。作為對Fenton氧化法的改進,類Fenton法的發展潛力更大。
Ⅱ 含銅廢水怎麼處理的具體方法
常見工業廢水的處理方法
摘要主要介紹幾種現代常用的工業廢水處理方法
關鍵詞:工業廢水、處理
1.造紙廠廢水處理
2006 年中國造紙工業紙漿消耗總量為5 992 萬t ,其中廢紙漿為3 380 萬t ,占總漿量的56. 4 %[1 ] ,廢紙回收持續增長,使廢紙造紙生產廢水成了近年來工業廢水處理的熱點之一。
1.1 廢水來源與污染物成分
經分析,廢水中的主要污染物包括半纖維素、木質素及其衍生物、細小纖維、無機填料、油墨、染料等污染物。木質素及其衍生生物、半纖維素、油墨等是形成COD 及BOD 的主要成分;細小纖維、無機填料等主要形成SS ;而色度主要來自油墨和染料等。
1.2廢紙造紙生產廢水的處理[2]
廢紙造紙生產廢水的預處理的主要目的:在於回收廢水中的纖維、降低生化系統負荷。一般廠家均在車間內部對白水進行紙漿回收,下面介紹的預處理主要是混合廢水的廠外處理,主要包括紙漿回收、物化處理及生化處理。
1.3 紙漿回收
常用設備有斜篩、重力自流式篩網過濾機、普通旋轉過濾機、反切單向流旋轉過濾機等,常用的為斜篩。近年來出現多圓盤回收混合廢水纖維。多圓盤運行費用低、基本不需加葯、回收纖維質量高、出水懸浮物含量低( SS < 60mg/ L) ,後續可以省去初沉池,具有廣闊的應用前景。
1.4 物化處理
物化預處理常用的有氣浮法和沉澱法。氣浮法主要為機械法和溶氣法。機械法以渦凹
氣浮為代表,溶氣氣浮以普通溶氣氣浮和淺層氣浮為代表。
1.5生化處理
生化處理是廢紙造紙生產廢水處理的關鍵部分「, 厭氧+ 好氧」工藝具有耐沖擊負荷、COD 去除率高、動力消耗低、運行費用低等優點,被廣泛採用。厭氧處理一般採用水解酸化或完全厭氧反應器(UASB、IC、PAFR 等) 。好氧處理一般採用活性污泥法、接觸氧化法或氧化塘,其中以活性污泥法應用最廣。厭氧系統容積負荷可取2~15 kgCODCr / (m3 •d) ,好氧系統污泥負荷可取0. 25~0. 6 kgCODCr / (kgML SS •d) 。
2含金屬離子的廢水處理[3]
電鍍廢水中所含重金屬能對環境及人體產生長遠的不良影響, 因此, 電鍍廢水必須嚴格控制, 妥善處理和處置。對含有機物、絡離子及螯合物量大的廢水, 要先將妨礙處理重金屬的有機物質用氧化、吸附等適當的處理方法除去。然後再把它作無機類廢水處理。實際生產中廢水產生量較大的有: 含銅廢水、含鉻廢水、含鎳廢水和含鉛廢水等。含重金屬廢水最常採用的是化學沉澱法, 把重金屬離子轉變成難溶於水的氫氧化物或硫化物等的鹽類, 然後進行共沉澱而除去, 同時, 加強混凝方法對重金屬的處理很有效。化學沉澱法的優點是成本低。離子交換樹脂法及吸附法等技術也越來越多地應用於含重金屬廢水的處理。
2.1含銅廢水
含銅廢水主要來源於電鍍、化學鍍工序。其處理辦法有氫氧化物沉澱法、硫化物沉澱法、吸附法、離子交換樹脂法、鐵屑處理、電解法、離子螯合法。
2.2 含鉻廢水
含鉻廢水主要來源於電鍍鉻、鈍化工序。含鉻廢水的處理技術有化學還原法、鐵氧體法[ 3] 、氣浮法、電化學還原法、吸附法、生物化學法、液膜技術、金屬沉澱劑處理、離子交換等[ 4] 。實驗證明,經過沉澱法和陰離子交換法處理過的廢水完全符合排放標准,處理效果比較好。
2.3 含鎳廢水
含鎳廢水主要來源於電鍍、化學鍍工序。其處理辦法有氫氧化物沉澱法、硫化物沉澱法、配製重金屬處理劑、吸附法、離子交換樹脂法。
2.4 含鉛廢水
含鉛廢水主要來源於電鍍、化學鍍工序。其處理辦法有氫氧化物沉澱法( 含混凝)、硫化物沉澱法。
3切削乳化廢水,處理
對採用PAFSi 絮凝劑處理切削乳化廢水, 在100 ml切削乳化廢水中投加絮凝劑量為10.0 ml~12.0 ml, pH控制在5.8~6.5 之間, 溫度50~55℃, 攪拌方式先快後慢, 即先2 min 內100 r/min, 後期15 min 內600 r/min~70 r/min, COD 去除率達98.5%。且處理後的水質清, 絮體大, 沉降速度快等, 效果好。
4高難度廢水處理
高難度廢水處理的原則與方法歸結為兩個基本處理原則其一, 利用地球引力進行固液分離;其二, 運用自然界中的微生物將其降解為二氧化碳和水及剩餘污泥, 一些難降解的物質通過其他技術手段轉化為可降解物質。可溶性有機物中難降解的有害溶劑去除可採用吸附法、滲透法、吹脫法、高溫氧化法、化學聚凝法、復合氧化法、膜分離法, 技術關鍵在於將不可生化物質轉化為可生化物質, 運用高溫復合氧化和微捕技術、水與溶劑的分離技術、高鹽去除的水中結晶技術等。針對具體的污水和廢水處理, 其技術手段有多種形式, 如物理法、化學法、生物法、電化學法、復合法等。高級氧化是廢水可生化轉化的關鍵技術, 高溫催化氧化、光輻射氧化、氣體氧化、電解等, 都是非常有用的技術手段。高溫催化氧化工藝是解決可溶性物質的可生化性轉化, 運用多種高溫發生技術, 在常壓下對污水進行高溫接觸氧化, 這種接觸氧化可將污水中有毒有害物質無害化, 並降低其化學鍵能。通過有高溫氧化和無高溫氧化的可生化性對比試驗發現,在高溫氧化後進人催化過程可使大分子有機物轉化為小分子有機物 ,污水經高溫處理後進人催化裝置經過綜合高溫氧化催化, 瞬間可使去除率達到一,這是將不可生物降解的物質轉化為可生物降解的物質所致, 從而大大提高可生化性。因此高溫催化氧化對工業廢水的綜合處理有著十分重要的作用。據了解, 高溫發生器有4種形式,即①液化器負壓高溫發生器②汽油混氧發生器③空氣等離子發生器④高壓水氫氣發生器。液化器負壓高溫發生器是將液化氣出口壓力先由零壓閥轉化至零壓力,然後由負壓與空氣中的氧進行動力混合, 這時點火可產生高溫,有效避免了二嘻喊的產生, 也避免了二次污染問題。空氣等離子發生器也是一項新的科研成果,是利用空氣作為原材料, 在大電流的作用下產生山崩效應, 從而產生高溫, 這種高溫發生器的產生目前已解決高溫發生器自身的冷卻問題, 為間歇式工作形式。優點是使用管理簡便, 成本較低缺點是大電流需大功耗。這種方式對於電力富足地區可以選擇使用, 在污泥處理方面亦可借鑒使用。它可在瞬間產生的高溫, 可達到污泥減量化處理所需溫度,這種高溫為點源式高溫。目前國內外先進的制氫技術均採用普通自來水作為氫能源原料, 將水高壓化以後再由電解制氫, 解決了能源問題也同時解決了制氫過程中設備的冷卻問題。
結語
現在環保問題越來越受到人們重視,而水污染不僅影響生態環境,更直接影響著人類的身體健康,而工業廢水更是水污染的重要來源,如何更好解決工業廢水的處理問題,值得每一個人關注,了解,甚至思考,改善,以求將工業發展帶來的污染減少到最少。本文粗略介紹了造紙廠的廢水,切削乳化廢水及含重金屬離子的廢水的處理辦法,並小結了高難度廢水的處理原則及現狀。
希望能夠幫助你,污水凈化團隊竭誠為你服務!
Ⅲ 污水處理技術篇:看高級氧化法是如何處理農葯廢水的
農葯廢水達標處理難度較大,原因在於該類廢水水量小、毒性大,含有高濃度有毒有機污染物、成分復雜、難降解物質較多,且無機鹽濃度較高。農葯廢水所含有機物大多為致畸、致癌、致突變物質,危害性極大,如隨意排放會導致水質污染加劇,並威脅人類健康。農葯廢水具有較高的毒性和鹽度,微生物無法生存,故不適合採用生物法對其進行直接處理,即使採用生物法處理也很難達到排放標准。目前,運用合適的預處理技術使農葯廢水的可生化性提高、毒性降低是農葯廢水處理的關鍵。由於高級氧化方法反應快速徹底、沒有選擇性,因而作為預處理手段具有較大的優勢。
高級氧化方法作為廢水預處理方法的研究已經成為一大熱點,尤其是對高濃度有機廢水的預處理。高級氧化方法的共同特點是能生成具有強氧化性的羥基自由基(•OH),•OH氧化降解有機物,最終降解產物為H2O和CO2。這種方法有諸多優點:
(1)反應中可產生大量活潑•OH以及其他自由基,氧化能力很強,且可作為中間產物誘發後面的鏈式反應;
(2)•OH與廢水中的污染物直接反應,無二次污染;
(3)該方法便於操作,可氧化處理某些微量有機物,以達到不同的處理目標;
(4)能獨自降解廢水,也能聯合其他高級氧化方法或生物工藝使用,降低處理成本。但由於農葯廢水自身的特殊性質,高級氧化法在應用上仍有許多缺陷,如費用高、規模小等。
目前主要的高級氧化方法有:空氣氧化法、光催化氧化法、超臨界水氧化法、電催化氧化法和臭氧氧化法等。近年來,微波和超聲在環境領域中的應用受到研究者的關注,並且已成功應用於廢水、廢氣、固廢的處理方面。關於微波或超聲方法與高級氧化方法聯用處理農葯廢水的研究也越來越多。
Ⅳ 高級氧化技術起活性作用的是核心問題是
總結來說就是化學手段進行的消毒或者相應處理,核心問題使用方法,劑量控制,運用對象的選擇等.
Ⅳ 廢水氧化處理法的介紹
廢水氧化處理法是廢水化學處理法之一種。利用強氧化劑氧化分解廢水中污染物,以凈化廢水的方法。
Ⅵ 什麼是高級氧化技術
高級氧化技術目前廢水處理最常用的生物法對可生化性差、相對分子質量從幾千到幾萬的物質處理較困難,而化學氧化法可將其直接礦化或通過氧化提高污染物的可生化性,同時還對環境類激素等微量有害化學物質的處理方面有很大的優勢。然而O3、H2O2和Cl2等氧化劑的氧化能力不強且有選擇性等缺點難以滿足要求。1987年Gaze等人提出了高級氧化法(Advanced Oxidation processible, 簡稱AOPs),它克服了普通氧化法存在的問題,並以其獨特的優點越來越引起重視。
Gaze等人將水處理過程中以羥基自由基為主要氧化劑的氧化過程稱為AOPs過程,用於水處理則稱為AOP法。典型的均相AOPs過程有O3/UV, O3/H2O2, UV/H2O2, H2O2/Fe2+(Fenton試劑)等,在高pH值情況下的臭氧處理也可以被認為是一種AOPs過程,另外某些光催化氧化也是AOP過程。
高級氧化法最顯著的特點是以羥基自由基為主要氧化劑與有機物發生反應,反應中生成的有機自由基可以繼續參加·HO的鏈式反應,或者通過生成有機過氧化自由基後,進一步發生氧化分解反應直至降解為最終產物CO2和H2O, 從而達到氧化分解有機物的目的。與其他傳統的水處理方法相比,高級氧化法具有以下特點:產生大量非常活潑的羥基自由基·HO其氧化能力(2.80v)僅次於氟(2.87),它作為反應的中間產物,可誘發後面的鏈反應,羥基自由基與不同有機物質的反應速率常數相差很小,當水中存在多種污染物時,不會出現一種物質得到降解而另一種物質基本不變的情況;·HO無法選擇地直接與廢水中的污染物反應將其降解為二氧化碳、水和無害物,不會產生二次污染;普通化學氧化法由於氧化能力差,反應有選擇性等原因,往往不能直接達到完全去除有機物降低TOC和COD的目的,而高級氧化法則基本不存在這個問題,氧化過程中的中間產物均可以繼續同羥基自由基反應,直至最後完全被氧化成二氧化碳和水,從而達到了徹底去除TOC、COD的目的;由於它是一種物理化學過程,很容易加以控制,以滿足處理需要,甚至可以降低10-9級的污染物;同普通的化學氧化法相比,高級氧化法的反應速度很快,一般反應速率常數大於109mol-1Ls-1, 能在很短時間內達到處理要求;既可作為單獨處理,又可與其他處理過程相匹配,如作為生化處理的預處理,可降低處理成本。
前人的研究成果已證實了高級氧化法在廢水處理中的實用性,並在水處理領域顯示了廣泛的處理前景。實際上在國外,尤其是歐洲,高級氧化法處理廢水早已經在一些對經濟成本不敏感的工業過程中得到了廣泛的應用,在國內近年來也應用UV/H2O2過程處理造紙廠廢水並取得顯著進展,O3/UV系統處理廢氣的研究早已展開。近年來,高級氧化過程應用領域已擴展到水體中難降解的持久性污染物。此外,高級氧化過程所需的新型反應器、撞擊流反應器、高級氧化法偶合的研究也正在展開,以便進一步強化廢水的降解和提高其處理效果。在城市污水消毒、醫院污水處理,以及野外污水處理等方面高級氧化過程也有應用的實例。隨著對高級氧化的深入研究,可望在不久的將來在更多的領域內有廣泛的應用,也會產生新的理論和技術。 高級氧化技術在農葯廢水處理中的應用更新時間:1-7 14:41 作者: 張英民,李開明,周偉堅,王煒,張照雲,賈燕 摘要:綜述了農葯廢水處理的高級氧化處理技術,包括光催化法、芬頓法(Fenton)、臭氧(O3)氧化法、催化濕式 氧化(CWAO)法、超聲降解法與電化學法。結合農葯廢水處理方法的進展,介紹了各種高級氧化方法在應用方面 取得的成果和存在的問題,並對高級氧化方法在農葯廢水處理方面的應用提出展望。關鍵詞:高級氧化;農葯;廢水處理現化化農業生產中,農葯在提高農作物產量、減少病蟲害方面扮演著十分重要的角色。中國是農葯 生產大國,2001年以來,每年農葯產量以不低於5% 的速度增長。2007年全國農葯原葯產量達173萬 t,居世界第1位。每年全國排放的農葯生產廢水達 上億噸,而處理率不足10%。由於農葯廢水有機物濃度高,污染物成分復雜,難生物降解、毒性大,對環境造成極大危害[1]。目前農葯廢水主要處理方法有物理法(吸附、吹 脫、重力分離等)和生化法(好氧生物處理、厭氧生物 處理)和化學法(焚燒、高級氧化等)[2]。物理法並沒 有徹底去除污染物,只是改變了污染物存在形態和 方式;生化法在我國應用起步很早,20世紀80年代 就有學者採用微生物降解有機磷農葯[3],但生化法 仍存在處理時間長、效率低的問題,限制了生化法的 進一步發展;化學法中的高級氧化法能夠產生具強 氧化性的羥自由基(·OH),將有機污染物最終氧化成二氧化碳、水和礦物鹽,具有處理時間短、無選 擇性的優點[4],近年來發展迅速。常用的高級氧化 處理技術有光催化法、Fenton法、臭氧(O3)氧化、催 化濕式氧化(CWAO)等,這些技術可單獨使用,也 可組合使用,同時亦可以做為農葯廢水預處理工序。 本文就當前廣泛採用的農葯廢水高級氧化處理技術 進行簡單介紹。1光催化氧化法在光輻射作用下發生的化學氧化反應可稱為光催化氧化。光化學反應需要利用各種人造光源或自然光。催化劑是光催化反應中至關重要的物質,目 前的催化劑多為半導體材料,常見光催化劑有 TiO2、ZnO、SnO2和Fe2O3等[5]。利用光催化降解農葯廢水早已有相關研究,JARNUZI[6]等以懸浮態 的TiO2為催化劑,利用光催化氧化法處理殺蟲劑 五氯苯酚(C6Cl5OH,PCP),並推導了光催化降解 PCP的步驟。葛飛[7]等採用TiO2膜淺池反應器對 甲胺磷農葯廢水進行處理,結果表明,經生化處理後 甲胺磷農葯廢水COD的去除率達到85.64%,達到 國家《污水綜合排放標准》中的一級標准,而有機磷 的去除率可達到100%,顯示出光催化氧化反應的良好處理能力。雖然光催化降解農葯廢水具有降解時間短、效率高等優點,但也存在光源利用率較低的缺點。將光 催化氧化技術與其它高級氧化技術聯合使用,可以提 高處理效率,強化氧化能力,近年來受到研究者的重視。荊國華[8]等利用UV/Fenton技術處理三唑磷農葯廢水,結果表明,Fe2+∶H2O2為1∶20時,光解效果較佳,反應速率常數在0.03min-1,COD去除率可達 到90%。彭延治[9]等利用UV/TiO2/Fenton聯用光催化降解敵百蟲農葯廢水,當敵百蟲農葯濃度為0.1 mmol/L,TiO2質量濃度為2g/L,Fe3+用量為0.10 mmol/L,H2O2用量為2mmol/L,光照時間為2h時, 敵百蟲農葯有機磷的降解率為92.50%。2Fenton氧化法酸性環境下,Fenton試劑可產生高活性的· OH,其高達2.8V的氧化電位,可以與有機物發生親電加成、去氫反應、取代反應和電子轉移反應,從而降解有機污染物。楊新萍[10]等採用Fenton試劑 處理COD為1.29×104mg/L的有機氯農葯廢水, COD和色度去除率分別為47.8%和84.4%。朱樂 輝[11]等利用Fenton法處理農葯廢水,實驗用H2O2的投加量50mmol/L,Fe2+∶H2O2為1∶10,經2h 處理後,COD去除率可達68.07%,色度去除率可達90.11%,廢水可生化性由0.012提高至0.248。 Fenton反應也有缺點[12],第一,只有在酸性條件 (pH<3.0)才能產生高活性的·OH;第二,會產生 大量的含鐵污泥;第三,H2O2利用率不高。近年來又出現了Fenton與其它方法聯合使用 處理手段,如光/Fenton、微電解/Fenton和電/ Fenton等,從而大大提高了Fenton法處理農葯廢水 的效果和應用范圍。Badawy[13]等採用UV/Fenton 聯用法處理殺蟲劑殺螟硫磷(fenitrothion)、二嗪農 (diazinon)和丙溴磷(profenofos),Fenton法單獨處 理時,經90min處理後三種殺蟲劑的TOC去除率 分別為54.1%,12.9%和50.3%;採用UV/Fenton 法處理時,經90min處理後三種殺蟲劑的TOC去 除率分別為86.9%、56.7%和89.7%。這是由於 Fe3+絡合離子和H2O2在紫外光照下形成Fe3+和 ·OH,加速了Fenton反應進行,同時也促進了 H2O2分解,進而提高處理效率,縮短反應時間。3臭氧(O3)氧化法臭氧(O3)是一種強氧化性氣體,可以將有毒、難生物降解有機物環狀分子或長鏈分子的部分斷裂,從而使大分子物質變成小分子物質,生成了易於生化降解的物質,消除或減弱它們的毒性,提高了廢水的可生化性。有關研究表明,廢水中的許多農葯類有機污染物可與臭氧迅速反應,包括有機氯農葯、 有機磷農葯、苯氧酸有機物、有機氮農葯和酚類化合 物[14]。陸勝民[15]等研究了臭氧對樂果的降解效果 及其影響因素。試驗結果表明,當初始臭氧濃度為 10mg/L時,5min內可使樂果降解80%左右。同時,通過在樂果和臭氧的反應液中再分別添加重碳酸鹽與叔丁醇,探討臭氧降解樂果的反應機理,結果表明臭氧降解樂果是分子反應。夏曉武[16]等採用O3產生量為800g/h的臭氧發生器對某農葯廠殺蟲雙生產廢水進行預處理的實際應用研究。經O3預處理後,COD去除率為51%,可生化性由0.15提高 到0.41,廢水的可生化性明顯提高。由於單獨O3反應選擇性較強,其對有機物的礦化能力受劑量和時間限制明顯,故又出現了O3 與其它高級氧化聯用技術,如O3/UV、O3/超聲等,更加強化了高級氧化方法的處理效果。胡冰[17]利 用超聲臭氧聯合處理敵敵畏和氧樂果兩種有機磷農葯模擬廢水,取得了較好的處理效果。在臭氧混合氣體流量為25.06m3/h、pH值為10的條件下,用超聲和臭氧聯合處理初始COD濃度為1000mg/L 的敵敵畏溶液和800mg/L的氧樂果溶液,在30min 內,敵敵畏溶液的COD去除率達到62.7%、敵敵畏的降解率達到62.4%;氧樂果溶液的COD去除率達到79.2%,氧樂果的去除率達到85.4%。4催化濕式氧化(CWAO)法濕式氧化技術(WAO)是一種處理高濃度、難降解、重污染、高毒性有機廢水的有效方法,但該方法一般需要高溫(125~320℃)和高壓(0.5~20MPa)的反應條件下進行。20世紀80年代中期,在WAO基礎上發展起來催化濕式氧化技術(CWAO),由於採用了 催化劑,降低了反應溫度和壓力,因而減少了設備投資和處理費用。趙彬俠[18]等通過共沉澱法制備了用於濕式氧化吡蟲啉農葯廢水的Mn/Ce復合催化劑, 探討了濕式催化氧化吡蟲啉農葯廢水的適宜反應溫 度和氧分壓。結果表明,Mn/Ce催化劑晶粒細小,晶粒尺寸小於15nm,在溫度190℃、氧分壓1.6MPa、進 水pH為6.21的條件下經120min處理,COD去除率達93.1%;Mn/Ce復合催化劑對濕式氧化吡蟲啉農 葯廢水顯示較好的活性和穩定性。董俊明[19]等通過 浸漬法制備了以4種氧化物為主活性組分的負載固定型催化劑,用於過氧化氫催化濕式氧化處理有機農葯廢水。實驗表明,四元組合MnO2-CuO2-CeO2-CoO 催化劑性能較好,當反應在常溫常壓下,維持pH=7 ~9,反應時間為40min時,COD的去除率大於80%, 色度去除率大於90%。5其它高級氧化技術除前述幾種農葯廢水的高級氧化方法外,還有 超聲降解法、電化學等處理方法。超聲波對有機污 染水體的降解作用,主要源於聲空化效應。在超聲 波負壓相的作用下,液相分子間形成空化泡,空化泡 又在正壓相作用下迅速崩潰,導致氣泡內蒸氣相絕 熱加熱,產生瞬時高溫高壓,同時產生有強烈沖擊力 的高速微射流,從而使有機物發生化學鍵斷裂、高溫 分解或自由基反應等情況。盡管使用超聲波降解水 體中化學污染物具有操作簡單、方便等優點,但超聲 波的產生需要消耗大量的能量,能耗較高。電化學氧化是在電極表面的電氧化作用下產生 的自由基而使有機物氧化,可分為直接電化學氧化 和間接電化學氧化兩種模式。有機物在電極表面發 生氧化還原反應稱為直接電化學氧化。利用電化學 反應產生氧化劑(還原劑)使污染物降解的方法間接 電化學氧化。電化學方法高濃度生物難降解有機廢 水處理方面效果明顯,但電極材料壽命短、能耗較大 等問題,限制了電化學氧化方法在水處理領域的廣泛應用。6展望高級氧化技術具有氧化能力強、氧化過程無選 擇性和反應徹底等優點,應用於高濃度、難降解的農 葯廢水處理中具有物理法和生化法無法比擬的優 點,顯示出廣闊的應用前景。如今,各種高級氧化的 處理技術經常聯合使用,或者將高級氧化法與生物 處理法聯合使用,提高處理效果。但高級氧化法仍 面臨著處理效率需要提高、處理成本需要降低等問 題,有賴於在今後的研究過程中實現進一步的突破。
Ⅶ 工業廢水的氧化還原法
廢水氧化還原法:把溶解於廢水中的有毒有害物質,經過氧化還原反應,轉化為無毒無害的新物質,這種廢水的處理方法稱為廢水的氧化還原法。在氧化還原反應中,有毒有害物質有時是作為還原劑的,這是需要外加氧化劑如空氣、臭氧、氯氣、漂白粉、次氯酸鈉等。當有毒有害物質作為氧化劑時,需要外加還原劑如硫酸亞鐵、氯化亞鐵、鋅粉等。如如果通電電解,則電解時陽極是一種氧化劑,陰極是一種還原劑。
一、葯劑氧化
廢水中的有毒有害物質為還原性物質,向其中投加氧化助劑,將有毒有害物質氧化成無毒或毒性較小的新物質,此種方法稱為葯劑氧化法。在廢水處理中用的最多的葯劑氧化法是氯氧化法,即投加的葯劑為含氯氧化物如液氯、漂白粉等,其基本原理都是利用產生的次氯酸根的強氧化作用。
氯氧化法常用來處理含氰廢水,國內外比較成熟的工藝是鹼性氯氧化法。在鹼性氯氧化法處理反應中,pH值小於8.5則有放出劇毒物質氯化氰的危險,一般工藝條件為:廢水pH值大於11,當氰離子濃度高於100mg/L時,最好控制在pH=12~13。在此情況下,反應可在10~15min內完成,實際採用的20~30min。該處理方法的缺陷是雖然氫酸鹽毒性低,僅為氰的千分之一。但產生的氰酸鹽離子易水解生成氨氣。因此,需讓次氯酸將氰酸鹽離子進一步氧化成氮氣和二氧化碳,消除氰酸鹽對環境的污染同時進一步氧化殘余的氯化氰。在進一步氧化氰酸鹽的過程中,pH值值控制是至關重要的。pH值大於12,則反應停止,pH值7.5~8.0,用硫酸調節pH值,反應過程適當攪拌以加速反應的完全進行。
二、臭氧氧化
臭氧氧化法是利用臭氧的強氧化能力,使污水(或廢水)中的污染物氧化分解成低毒或無毒的化合物,使水質得到凈化。它不僅可降低水中的BOD、COD,而且還可起脫色、除臭、除味、殺菌、殺藻等功能,因而,該處理方法愈來愈受到人們重視。
三、葯劑還原與金屬還原
葯劑還原法是利用某些化學葯劑的還原性,將廢水中的有毒有害物質還原成低毒或無毒的化合物的一種水處理方法。常見的例子是用硫酸亞鐵處理含鉻廢水。亞鐵離子起還原作用,在酸性條件下(pH值=2~3),廢水中六價鉻主要以重鉻酸根離子形式存在。六價鉻被還原成三價鉻,亞鐵離子被氧化成鐵離子,需再用中和沉澱法將三價鉻沉澱。沉澱的污染物是鉻氫氧化物和鐵氫氧化物的混合物,需要妥善處理,以防二次污染。該工藝流程包括集水、還原、沉澱、固液分離和污泥脫水等工序,可連續操作,也可間歇操作。
金屬還原法是向廢水中投加還原性較強的金屬單質,將水中氧化性的金屬離子還原成單質金屬析出,投加的金屬則被氧化成離子進入水中。此種處理方法常用來處理含重金屬離子的廢水,典型例子是鐵屑還原處理含汞廢水。其中鐵屑還原效果與水中pH值有關,當水中pH值較低時,鐵屑還會將廢水中氫離子還原成氫氣逸出,因而,當廢水的pH值較低時,應調節後再處理。反應溫度一般控制在20℃~30℃。
Ⅷ 印染廢水處理太頭痛,看看技術大咖怎麼解決
染料廢水中含酸、鹼、銅鋅等金屬鹽、硫化鹼等還原劑、氯化鈉等氧化劑以及中間體等,還含有色懸浮物(100~500mg/L)和溶解物(3000~16000mg/L)等成分。當前,國內外處理工業染料通常技術主要有廢水吸附法、生物處理法、化學絮凝法、化學氧化法和電化學法等。除這些較為成熟的方法之外,還有一些正被推廣應用的如輻照、膜分離等技術,但由於廢水處理成本、效率的制約,一些新技術推廣應用也有一定的局限性。
四類問題困擾廢水治理
近年來,隨著染料工業的發展和產業生態化的要求,一些研究者對染料廢水研究採用了多種工藝進行處理。但每種處理工藝各有其適用范圍與優缺點。目前,染料工業廢水處理的突出問題可歸結如下:
一是排放廢水量巨大,對水環境安全威脅嚴重。
水體環境一旦流入高毒性廢水,就會富集在水生生物體內,經處理染料廢水降解產物可能比母體化合物更具生物毒性,染料廢水處理究竟應將產物控制在何種狀態,也是研究者面臨的理論困境和實際工作的難題所在。
二是存在理論黑箱與技術困難。
主要表現在復雜難降解有機物的礦化以及色度的脫除方面。根據Wiff氏提出的發色基團理論,破壞染料廢水發色基團結構是色度去除的關鍵步驟,而COD值的降低、可生化性的提高,則需靠裂解芳香環。問題是哪種處理技術能夠同時解決難降解物質礦化與色度脫除的技術難題,以及在處理過程中,各類污染物又遵循哪種降解的規律,是亟待解決的理論問題。
三是處理技術推廣受國內經濟發展水平的制約。
在發展中國家,染料廢水處理要考慮其經濟性,推出經濟性好的染料廢水處理工藝成為當務之急。
四是研究者對各類處理工藝與污染物組合隨機組合關注度高,但面向污染物分類的系統性工藝研究較為缺乏。
即使有研究者關注到按照染料結構開發處理技術,也忽視了從偶氮染料、蒽醌染料及三苯基甲烷類染料三大類應用最廣泛的染料加以橫向比較的研究思路。
面向未來的解決方案
由於當前應用於實際染料廢水處理技術均難以在技術、經濟兩方面滿足染料企業的需要,所以,新型染料廢水處理技術的研究開發成為眾多環保科技工作者努力的方向。近年來,研究較為活躍的染料廢水處理新技術主要有:Fenton氧化技術、光催化技術、超臨界水氧化技術、高溫深度氧化技術、低溫等離子體化學技術、超聲波技術、萃取技術等。
1.Fenton氧化技術
目前,對於難生化降解的有機廢水處理技術中,Fenton氧化法備受人們關注。Fenton試劑由Fe2++和H2O2組成。Fe2+與H2O2反應生成的羥基自由基(˙OH)具有很強的氧化性(僅次於氟),且無選擇性,能夠氧化打破有機高分子共軛體系結構,降解持久性難降解染料有機物,使之成為無色的有機小分子,從而達到降解脫色的目的。且Fenton氧化技術反應物易得、操作過程簡單、無須復雜設備、費用便宜且對環境友好性等優點,決定了其有極大的推廣價值及廣泛的應用前景。對染料廢水中大部分難降解的有機物,傳統的水處理工藝處理效果不好,而Fenton氧化技術具有使染料廢水中大部分難降解的有機物完全降解,且無毒害作用的中間產物形成,使用的催化劑安全、容易獲取等。但該技術仍存在羥基自由基利用率較低、鐵離子含量高易產生二次污染以及有效pH范圍窄等問題。
2.光催化降解技術
利用半導體作為催化劑的光催化氧化技術也大有前景。有研究文獻表明,在光照的條件下,在半導體價帶產生具有極強氧化性的空穴,將水中OH-和H2O分子氧化成具有強氧化性的˙OH自由基,通過˙OH自由基將難降解的有機物氧化成為CO2和H2O。常用的催化劑有TiO2、H2O2等無機試劑。光催化氧化技術是近年出現的一種新興技術,對污染物降解徹底,具有明顯的節能高效等特點。從目前研究成果看,光催化降解技術是一項應用前景廣泛的廢水處理技術,是未來染料廢水處理解決方案之一。
3.萃取技術
萃取技術主要是通過萃取劑和污染物分子絡合,或是水中的污染物在載體的作用下透過很薄的膜層進入萃取內相而凈化廢水的技術。萃取技術處理染料廢水實質就是利用不溶或難溶於水的溶劑將染料分子從水中萃取出來。實驗研究表明,萃取法實現了廢水治理和資源化的統一,不僅可使廢水CODcr值大幅度降低,而且可從廢水中回收寶貴的原料或中間體,具有明顯的經濟效益和環境效益,是一項前景良好的清潔生產環保技術。但將萃取技術應用於生產實踐,還為時過早,在萃取過程中尚可能存在有機溶劑的溶解和夾帶而流失到水相,造成運行成本增加和二次污染。
4.超聲波技術
超聲波處理廢水是一種有效的、能夠加快染料脫色和礦化速率的新技術。超聲波技術是指利用超聲輻射所產生的空化效應在極短的時間內崩潰釋能,形成具有極端物化條件和含有高能量的「微反應器」,並導致水分子裂解形成H2O2、˙H、˙OH,將溶解於水中的有機大分子化合物分解為環境可以接受的小分子化合物的廢水處理技術。雖然超聲波技術是具有良好應用前景的染料廢水處理技術,有可能成為未來染料廢水處理解決方案,但從現有研究成果看,超聲降解染料廢水在技術上可行,但仍存在著費用高、降解效率低等局限性。要使其走向工業化,必須進一步強化創新,加強攻關。
近年來,染料廢水處理新技術研究取得飛速進展,未來一些新技術、新工藝、新的成果將不斷涌現。在創新基礎上的搭配聯用、取長補短,將是未來染料廢水處理解決方案,例如根據不同性質的染料廢水採用不同的混搭辦法如活性炭吸附與臭氧聯合法等。與此同時,欲實現染料廢水礦化高效處理與脫色,需從染料微觀結構入手,分析其降解機制,並協同配合、系統開發出針對性較好的染料廢水處理技術。
Ⅸ 超臨界水氧化(scwo)技術處理有機廢水,固廢物。工作環境是怎麼樣的,過程中自動化程度高嗎
超臨界是一種高溫高壓下直接氧化廢水固廢的處理裝置,反應器為反回應釜。設備完善的答的話總體工作環境還是不錯的,操作人員不會直接和廢水、固廢接觸。自動化程度根據廠家而定,由於該技術尚未成熟,自動化控制應該還不夠完善。
目前該技術的主要風險是壓力容器壓力大(想想家用壓力鍋就知道了),反應溫度壓力不易控制,反應釜內殘渣較多,容易積渣。另外,SCWO對反應器材質要求很高,一般鋼材腐蝕速度很快。這也需要經常性的檢修以防範風險。
Ⅹ 廢水處理的芬頓氧化技術是什麼方法
基本原理
基於傳統Fenton 試劑的作用機理,electro- Fenton 也是由H2O2和Fe2+ 反應產生強回氧化性的·OH。其中H2O2
的電化學產生是通過在答陰極充氧或曝氣的條件下,發生氧氣的還原生成的,而Fe2+ 也可以通過陰極的還原反應得到。
在酸性條件下,通過充氧或曝氣的方法,氧氣在陰極會發生2e還原反應,如式(1)所示,產生H2O2。在此過程中,氧氣首先溶解在溶液中,然後在溶液中遷移到陰極表面,在那還原成H2O2[1]。而在鹼性溶液中,氧氣發生反應如式(2)所示,生成HO2-。Agladze[2]等通過檢測氣體擴散電極孔中鹼性介質,認為氧氣還原反應總是通過途徑(2)產生HO2-
和OH-。Enric Brillas 等在此基礎上,提出在酸性介質下,HO2- 的質子化生成了H2O2。當然H2O2
的產生和穩定性也受到其他因素的影響,包括電解池的構造、陰極性質和操作條件等。
O2+2H++2e→H2O2(1)
O2+H2O+2e→HO2-+OH- (2)