高壓氧化處理廢水

㈠ 氨氮高了，高氨氮廢水有哪些處理方法

隨著我國經濟的高速發展，產生了大量高濃度氨氮廢水。氨氮廢水的大量排放，導致水體中氨氮大量富集，引起水體的富營養化與惡化，對水環境造成巨大危害，不僅嚴重影響了人們的正常生活，甚至危害了人們的身體健康，社會影響巨大。因此，國家在氨氮廢水的排放要求方面也制定了越來越嚴格的法規與排放標准。目前，除了合成氨、肉類加工、鋼鐵等12個行業執行相應的國家行業標准(通常一級標准為25mg/L)外，其他均需遵守國家標准GB8978-1996«污水綜合排放標准»。該標准明確1998年後新建單位氨氮最高允許排放濃度為15mg/L。
氨氮廢水的處理方法和工藝有很多種，主要有物化法和生物法。物化法包括吹脫法、離子交換法、折點氯化法、化學沉澱法、膜分離法、高級氧化法、電解法、土壤灌溉法等。生物法包括硝化—反硝化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化、A/O、A2/O、SBR、氧化溝等。
1、物化法
1.1 吹脫法
在廢水中氨氮多以銨離子(NH+4)和游離氨(NH3)的狀態存在，兩者保持平衡，平衡關系為：NH3+H2O→NH+4+OH-。這個平衡受pH值影響。當廢水pH值升高時，OH-離子增多，該平衡反應向左移動，有利於NH+4生成游離態的NH3，從而使得游離氨所佔比例增大，游離氨易於從水中逸出。當廢水的pH值升高到11左右時，廢水中的氨氮幾乎全部以NH3的形式存在，再加上曝氣吹脫的物理作用，則可促使NH3更容易從水中逸出，向大氣轉移。此外，該反應為放熱反應，溫度升高，反應方程向左移動，也有利於NH3從水中逸出。依據此原理，可以採用吹脫法來去除廢水中氨氮，吹脫法一般分為空氣吹脫法、水蒸汽吹脫法(汽提法)和超重力吹脫法。
1.1.1 空氣吹脫法
空氣吹脫法去除氨氮的原理是：在鹼性條件下，通過外力將空氣鼓入需要脫氨處理的廢水中，同時在廢水中使鼓入的空氣和廢水充分接觸，廢水中溶解的游離態氨將穿過廢水界面，向外界空氣轉移，從而達到去除氨氮的目的。
目前，空氣吹脫法在高濃度氨氮廢水處理中的應用較多，吹脫速率高，處理費用相對較低，但隨著氨氮濃度的降低，特別是當氨氮質量濃度低於1g/L以下時，吹脫速率顯著降低。氣液比、pH值、氣體流速、溫度、初始濃度等是影響吹脫法處理效果的主要因素。
現有吹脫裝置主要有吹脫池和吹脫塔，由於前者效率低，易受外界環境影響，因此多採用吹脫塔裝置。通常採用逆流操作，塔內裝有一定高度的填料以增加氣—液傳質面積，從而有利於氨氣從廢水中解吸。常用填料有拉西環、聚丙烯鮑爾環、聚丙烯多面空心球等。
空氣吹脫法的優點是：具有穩定的氨氮去除率，工藝操作簡單，氨氮容積負荷大等。缺點是：吹脫過程中易使填料層結垢，使廢水流通不暢，從而影響設備的正常運行;同時，吹脫工藝需要調節廢水pH值，需投加大量鹼，從而使廢水處理成本增高;另外，經空氣吹脫處理後，廢水中還含有少量氨氮，處理後的廢水時常不能達到國家排放標准。因此，吹脫法通常與其他方法聯合使用。
1.1.2 水蒸汽吹脫法(汽提法)
汽提法去除氨氮的原理是：大量蒸汽與廢水接觸，將廢水中游離氨蒸餾出來，以達到去除氨氮的目的。當向廢水中通入水蒸汽時，兩液相在填料表面上逆流接觸進行熱和物質交換，當水溶液的蒸汽壓超過外界的壓力時，廢水就開始沸騰，氨就加速轉為氣相。此外，氣泡表面之間形成自由表面，廢水中的氨不斷向氣泡內蒸發擴散，當氣泡上升到液面上破裂釋放出其中的氨，大量的氣泡擴大了蒸發表面，強化了傳質過程，通入的蒸汽升高了廢水的溫度，從而也提高了一定pH值時被吹脫的分子氨的比率。
汽提法適用於處理連續排放的高濃度氨氮廢水，操作條件與空氣吹脫法類似，氨氮去除率高，但汽提法工藝處理成本高，操作條件難控制，消耗動力高等。
1.1.3 超重力吹脫法
空氣吹脫法和水蒸汽吹脫法一般採用填料塔作為吹脫設備，而超重力吹脫法是利用超重力設備———超重機取代傳統的填料塔作為吹脫設備，以空氣為氣提劑，將水中的游離氨解吸到氣相中的氨氮廢水治理方法。
氨氮廢水加鹼調節pH值為10~11後進入超重機處理。廢水經超重機分布器均勻噴灑在填料內緣，在超重力作用下，液體被填料粉碎成液滴，沿填料徑向甩出，經筒壁匯集後從超重機底部流出。同時，空氣經超重機進氣口進入超重機殼體，在一定風壓下，由超重機轉子外腔沿徑向進入內腔。在填料層內，氣液兩相在大的氣液接觸面積的情況下完成氣液接觸，將水中的游離氨吹出。氣體送至除霧器，將夾帶的少量液體分離後，至吸收裝置，脫氨後排空。利用超重機的水力學特性與傳遞特性，可獲得良好的吹脫效果並減少設備投資與運行費用。
與工業上傳統僅使用塔設備的吹脫法相比，超重力法吹脫法具有以下幾點優勢：
(1)設備體積質量小，設備及基建費用少，過程放大容易，啟動、停車迅速，運行更穩定;
(2)擺脫了重力場的影響，對物料粘度適應性廣，操作彈性大;
(3)氣相動力消耗小，物料停留時間短，傳質系數大;
(4)去除氨氮效率高，有利於氣相中氨的回收利用：
(5)能夠增加水中的溶解氧，為可能的後續生化處理提供充足氧源。但是目前超重力法吹脫氨氮技術的大規模工業應用較少，主要是因為該技術不夠成熟。特別是大型的結構，仍需要根據具體的物系進行合理設計和試驗。
1.2 離子交換法
離子交換法是一種特殊的吸附過程即交換吸附。其主要機理是：利用離子間的濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和力作為推動力達到吸附特定離子的目的。吸附過程是可逆的，吸附飽和的交換劑通過添加特定的解吸液可對交換劑上吸附的離子進行解吸，從而實現交換劑的循環使用。常見的交換劑有沸石等天然交換劑和人工合成的離子交換樹脂兩大類，而後者還可根據樹脂上功能團的不同分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。
天然沸石(主要是斜發沸石)對NH+4具有強的選擇吸附能力，並且天然沸石的價格低於人工合成的離子交換樹脂。因此，工程上常用沸石對NH+4的強選擇性，將NH+4截留於沸石表面，從而去除廢水中的氨氮。pH值=4~8是沸石離子交換的最佳范圍。當pH值<4時，H+與NH+4發生競爭;pH值>8時，NH+4變為NH3，從而失去離子交換性能。但是沸石交換容量容易飽和，吸附容量低，更換頻繁，飽和後的沸石需再生才能再次使用。
離子交換樹脂主要是利用特定陽離子交換樹脂與水中的NH+4進行交換，交換後的樹脂再通過解吸而還原。與沸石相比，強酸型陽離子交換樹脂吸附容量大，處理效果穩定，但目前對強酸型陽離子交換樹脂的研究多處於實驗室階段。
離子交換法的優點是去除率高，適用於處理中低濃度的氨氮廢水。處理含氨氮10mg/L~20mg/L的城市污水，出水濃度可達1mg/L以下。但對於高濃度的氨氮廢水，會造成短時間交換劑飽和，從而再生頻繁，使處理成本增大，且再生液仍為高濃度氨氮廢水，仍需進一步處理。在實際工程應用中，離子交換法常結合其它污水處理工藝來處理高濃度氨氮廢水，先用其它方法作預處理，使經預處理後的廢水濃度在100mg/L左右，然後再用離子交換法處理剩餘氨氮廢水。
1.3 折點氯化法
折點氯化法是將氯氣通入氨氮廢水中達到某一點，在該點時水中游離氯含量最低，而氨氮的濃度降為零。當通入的氯氣量超過該點時，水中的游離氯就會增多，該點稱為折點，該狀態下的氯化稱為折點氯化，折點氯化法的原理就是氯氣與氨反應生成了無害的氮氣。加氯量對反應有很大影響，當氯的投加量與氨的摩爾比為1∶1時，化合余氯增加，主要為氯氨。當該比例為1.5∶1時余氯下降至最低點即「折點」，反應方程式為：NH+4+1.5HClO→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-。pH值也是主要影響因素，pH值高時產生NO-3，低時產生NCl3。為了保證完全反應，通常pH值控制在6~8，一般加9mg~10mg的氯氣可氧化1mg氨氮。
折點加氯法的優點是氨氮去除率高(可達90%~100%)，不受水溫影響，處理效果穩定，反應迅速完全，設備投資少，並有消毒作用。缺點是由於在處理氨氮廢水中要調節pH值，處理成本較高。同時液氯使用安全要求高且貯存時要求的環境條件高。另外，折點加氯法處理氨氮廢水後會產生副產物氯代有機物和氯胺，會給環境帶來二次污染。因此，折點氯化法多用於較低濃度氨氮廢水，適用於廢水的深度處理，工業上一般用於給水處理，對於大水量高濃度氨氮廢水不適合。
1.4 化學沉澱法
化學沉澱法去除廢水中氨氮的原理是：向氨氮廢水中投加磷酸鹽和鎂鹽，使廢水中的氨氮與磷酸鹽和鎂鹽生成一種難溶性的磷酸氨鎂沉澱(MgNH4PO4•6H2O)，從而達到去除廢水中氨氮的目的。
磷酸銨鎂(MAP)又稱鳥糞石，可溶於熱水和稀酸，不溶於醇類、磷酸氨以及磷酸鈉的水溶液，遇鹼易分解、在空氣中不穩定，升溫至100℃時便會失水變為無機鹽，繼續加熱至融化(約600℃)則會分解成焦磷酸鎂。MAP可以用作飼料和肥料的添加劑，是一種很好的長效復合肥;也可用於塗料生產、氨基甲酸酯、軟泡阻燃劑製造和醫葯行業。因此，磷酸銨鎂脫氮除磷技術既可以去除廢水中的氨氮，又可回收較有經濟價值的MAP，達到變廢為寶的目的。
化學沉澱法的優點是工藝簡單、效率高，經處理後產生的沉澱物MAP經進一步加工處理後，能成為性能優良的農家復合肥料。缺點是處理成本高。在處理氨氮廢水過程中需加入大量價格昂貴的混凝劑。此外，去除1gNH+4-N可產生8.35gNaCl，由此帶來的高鹽度將會影響後續生物處理的微生物活性。因此，該方法一直停留在實驗室規模未在工程上運用，較少用於實際氨氮廢水處理。
1.5 膜分離法
膜分離法包括反滲透法、液膜法、電滲析法等。
1.5.1 反滲透法
反滲透就是藉助外界的壓力使膜內部的壓力大於膜外的壓力，使小於膜孔徑的分子(水)透過，大於膜孔徑的分子截留在膜內，這種作用現象稱作反滲透。其作用機理關鍵在於半透膜的選擇透過性，半透膜上有好多細小的微孔，像水分子這樣的小分子可以自由的透過，而大於半透膜上微孔的NH+4則不能通過。當溶液進入膜系統後，在外加壓力的作用下半透膜就會選擇性的讓某些小分子物質透過，大分子物質NH+4則會留在半透膜內側通過管道另外的出口排出。
反滲透裝置處理廢水需要對原水進行預處理，不然會損壞裝置內的膜件，並且該裝置需要高質量的膜。
1.5.2 液膜法
液膜法又稱氣態膜法，目前已應用於水溶液中揮發性物質的脫除、回收富集和純化，如NH3、CO2、SO2、Cl2、Br2等。液膜法去除氨氮的機理是：採用疏水性中空纖維微孔膜，膜一側是待處理的氨氮廢水，另一側是酸性吸收液，疏水的微孔結構在兩液相間提供一層很薄的氣膜結構。廢水中NH3在廢水側通過濃度邊界層擴散至疏水微孔膜表面，隨後在膜兩側NH3分壓差的推動下，NH3在廢水和微孔膜界面處氣化進入膜孔，然後擴散進入吸收液發生快速不可逆反應，從而達到脫除氨氮的目的。
液膜法具有比表面積大，傳質推動力高，操作彈性大，氨氮脫除率高，無二次污染等優勢，適合處理含鹽量較高、油性污染物含量低的高氨氮廢水。氨氮或含鹽量較高時，能有效抑制水的滲透蒸餾通量，減弱對吸收液的稀釋作用;但當廢水中含有油性污染物時，會造成膜的污染，使膜的傳質系數不能得到完全恢復。由於廢水的復雜性、膜材料的研發更新換代、可逆吸收劑的研發以及後續副產品的生產應用等多種原因，氣態膜法脫氨工業化進程很慢，國內生產應用實例較少。不過對於高鹽高濃度氨氮廢水，氣態膜處理成本較低，其應用前景廣闊。
1.5.3 電滲析法
電滲析法的原理是：當進水通過多組陰陽離子滲透膜時，NH+4在施加的電壓影響下，透過膜到達膜另一側濃水中並集聚，從而從進水中分離出來，實現溶液的淡化、濃縮、精製和提純。國內外專家在電滲析法處理氨氮廢水方面作了大量研究，並取得了一定成績。但由於高選擇性的防污膜仍在發展中，且對廢水預處理的要求很高，電滲析法用於工業尚需時日。
1.6 高級氧化法
高級氧化法是通過化學、物理化學方法將廢水中污染物直接氧化成無機物，或將其轉化為低毒、易降解的中間產物。應用於脫除廢水中氨氮的高級氧化法主要有濕式催化氧化法和光催化氧化法。
1.6.1 濕式催化氧化法
濕式催化氧化法是20世紀80年代國際上發展起來的一種治理廢水的新技術，其原理是：在特定的溫度、壓力下，通過催化劑作用，經空氣氧化可使污水中的有機物和氨氮分別氧化分解成CO2、N2和H2O等無害物質，達到凈化的目的。
濕式催化氧化法技術優點是：氨氮負荷高，工藝流程簡單，氨氮去除率高，佔地面積少等。缺點是：在處理氨氮廢水中會使用大量催化劑，造成催化劑的流失和增加對設備的腐蝕，使氨氮廢水處理成本增大。
濕式催化氧化法從處理效果上來說適合高濃度氨氮廢水的處理，但這種方法對溫度、壓力、催化劑等條件要求非常嚴格，反應設備須抗酸抗鹼耐高壓，一次性投資巨大，而且處理水量較大時費用很高，經濟上不劃算，目前在國內還鮮有工程應用的實例。
1.6.2 光催化氧化法
光催化氧化法是最近發展起來的一種處理廢水的高級氧化技術，它可以使廢水中的有機物在特定氧化劑的作用下完全分解為簡單的無機物CO2和H2O，達到降解污染物的目的，處理方法簡單高效，沒有二次污染。但由於反應過程中需要的催化劑難以分離回收，使該方法在實際工程中一定程度上受到了限制。
1.7 電解法
電解法利用陽極氧化性可直接或間接地將NH+4氧化，具有較高的氨氮去除率，該方法操作簡便，自動化程度高，其缺點是耗電量大，因此並不適用於大規模含氨氮廢水的處理。
1.8 土壤灌溉法
土壤灌溉法是把低濃度的氨氮廢水(50mg/L)作為農作物的肥料來使用，該法既為污灌區農業提供了穩定的水源，又避免了水體富營養化，提高了水資源利用率。土壤灌溉法只適合處理低濃度氨氮廢水，當廢水中的氨氮濃度低於50mg/L左右時，廢水中的氨氮在土壤表層發生硝化作用，在土壤深度30cm左右達到峰值，隨後由於脫氮等作用，在100cm處減小到10mg/L左右，在400cm以下土壤中未測出NH+4，直接污染到地下水的可能性幾乎為零。
2、生物法
生物脫氨氮的原理：首先通過硝化作用將氨氮氧化成亞硝酸氮(NO-2-N)，再通過硝化作用將亞硝酸氮進一步氧化為硝酸氮(NO3-N)，最後通過反硝化作用將硝酸氮還原成氮氣(N2)從水中逸出。
生物法的優點是：可去除多種含氮化合物，對氨氮可以徹底降解，總氨氮去除率可達95%以上，二次污染小且運行費用低。然而生物法對水質有嚴格的要求，高濃度的氨氮對微生物活性有抑製作用，會降低生化系統對有機污染物的降解效率，從而導致出水難於達標排放。
因此，生物法主要用來處理低濃度的氨氮廢水，且沒有或少有毒害物質存在，主要在處理生活污水以及垃圾滲濾液等方面應用較廣泛。常見的氨氮廢水生物處理工藝有傳統硝化反硝化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化、A/O、A2/O、氧化溝和SBR。
3、方法比較
根據廢水中氨氮濃度不同可將廢水分為三類：
(1)低濃度氨氮廢水：氨氮濃度小於50mg/L;
(2)中濃度氨氮廢水：氨氮濃度為50mg/L~500mg/L;
(3)高濃度氨氮廢水：氨氮濃度大於500mg/L。

㈡ 氧化還原法原理

氧化還原法原理

氧化還原法是通過氧化還原反應將廢水中的溶解性污染物質去除的方法。 化學反應中，失去電子的過程叫氧化，失去電子的物質稱還原劑，在反應中被氧化，得到電子的過程叫還原，而得到電子的物質叫氧化劑，在反應中被還原。每個物質都有各自的氧化態和還原態，其氧化還原電 位的高低決定了該物質的氧化還原能力。 廢水的氧化還原處理法又可分為氧化法和還原法兩類。

常用的氧化劑：空氣中的氧、純氧、臭氧、氯氣、漂白粉、次氯酸鈉、二氧化氯、三氯化鐵、過氧化氫和 電解槽的陽極等。

1、氯氧化法

原理：

氯氧化法採用氯系氧化劑，如次氯酸鈉、漂白粉和液氯等，主要用於去除廢水中的氰化物、硫化物、酚、 醇、醛、油類以及對廢水進行脫色、脫臭、殺菌等處理。

2、臭氧氧化法

(1)臭氧的特性

臭氧是一種強氧化劑，其氧化能力僅次於氟，比氧、氯及高錳酸鹽等常用的氧化劑都高。在理想的反應條 件下，臭氧可以把水溶液中大多數單質和化合物氧化到它們的最高氧化態，對水中有機物有強烈的氧化降 解作用，還有強烈的'消毒殺菌作用。

臭氧的性質主要有： ①不穩定性;②溶解性;③毒性;④氧化性;⑤腐蝕性。

(1)臭氧氧化的接觸反應裝置

廢水的臭氧處理是在接觸反應器中進行，為了使臭氧與水中充分反應，應盡可能使臭氧化空氣在水中形成 微小氣泡，並採用氣液兩相逆流操作，以強化傳質過程。常用的臭氧化空氣投加設備有多孔擴散器、乳化 攪拌器、射流器等。

(2)臭氧處理工藝設計

設計內容主要有兩方面：一是臭氧發生器型號和台數的確定，確定的依據是臭氧投加量，臭氧化空氣中臭 氧的濃度和臭氧發生器工作的壓力，二是臭氧布氣裝置和接觸反應池容積的確定，確定的依據是布氣裝置 性能和接觸反應時間，一般為5～10 分鍾。

(3)臭氧在廢水處理中的應用發展很快，近年來，隨著一般公共用水污染日益嚴重，要求進行深度處理，國 際上再次出現了以臭氧作為氧化劑的趨勢。臭氧氧化法在水處理中主要是使污染物氧化分解，用於降低 BOD.COD，脫色，除臭、除味、殺菌、殺藻、除鐵、錳、氰、酚等。

(4)臭氧氧化法的優缺點

優點：氧化能力強，對脫色、除臭、殺菌、去除有機物和無機物等效果，無二次污染，制備臭氧只用空氣 和電能，操作管理方便;

缺點：投資大，運行費用高。

3、過氧化氫氧化法

過氧化氫價格較高，單獨使用時氧化反應過程過於緩慢，所以目前多利用投加催化劑的方法以促進氧化過 程。常用的催化劑有硫酸亞鐵、絡合鐵、銅、錳、天然酶或芬頓試劑等。過氧化氫與二價鐵離子作用，能 產生羥基自由基，其氧化能力僅次於氟，能使許多難於生物降解及一般化學氧化法難於氧化的有機物氧化 分解。

4、光氧化法

目前由光分解和化學分解組合成的光催化氧化法已成為廢水處理領域中的一項重要技術。常用光源為紫外 光，常用氧化劑有臭氧和過氧化氫等。紫外光和臭氧法是光催化氧化法中比較成功的一種，能有效地去除 水中鹵代烴、苯、醇類、酚類、醛類、硝基苯、農葯和腐殖酸等有機物以及細菌和病毒等，而且在處理過 程中不會產生二次污染。

5、濕式氧化法

在高溫(150～350℃)和高壓(0.5～20MPa)的操作條件下，以氧氣和空氣作為氧化劑，將廢水中的有機物轉化 為二氧化碳和水的過程稱為濕式氧化法。

(1)原理

在高溫和高壓下，水及氧氣的物理性質都發生了變化，在100℃以內，氧的溶解度隨溫度升高而降低，但 當溫度大於150℃時，氧的溶解隨溫度升高而增大，而且氧在水中的傳質系數也增大。濕式氧化過程主要 有兩個過程：空氣中的氧從氣相到液相的傳質過程以及溶解氧與基質之間的化學反應。

(2)濕式氧化法的應用

目前，濕式氧化法主要應用在兩大方面：一是進行高濃度難降解有機廢水生化處理的預處理，以提高可生 化性，二是用於處理有毒有害的工業廢水。

(3)特點

濕式氧化法由於系統設備復雜，投資大，操作管理難和運行費用高等原因而未能廣泛應用。

6、電解法

(1)原理

電解法就是利用電解原理處理廢水的方法。在廢水的電解處理過程中，因陰極與電源負極相連，放出電子， 廢水中的陽離子則在陰極上得到電子而被還原，陽極與電源正極相連，得到電子，廢水中的陰離子則在陽 極上失去電子而被氧化。因此，廢水中的有害物質在電極上發生了氧化還原反應，生成了新的物質，新的 物質則過沉積在電極表面或沉澱於水中或轉化為氣體而被去除。

(2)法拉第電解定律

電流通過電解質溶液時，在電極上發生化學反應的物質的量與通過的電量成正比，在電極上析出或溶解 1mol 的任何物質時，都需要96500 庫侖的電量，這就是法拉第電解定律。

(3)電解法在廢水處理中的應用

利用廢水中物質通過電解後能沉積在電極表面的特點，處理貴重金屬廢水，同時又能回收純度較高的貴重 金屬，如含銀、含汞廢水的電解處理。利用廢水中的物質通過電解後能沉積於水中的特點，處理重金屬有 毒廢水，此時，一般以鐵、鋁為電極，極板溶解下來的鐵、鋁離子兼有混凝作用，有助於沉澱分離，如含 鉻廢水的電解處理。利用廢水中物質通過電解後生成氣體的特點，處理非金屬有毒廢水，如含氰、含酚廢 水的處理。電解法處理含氰廢水時，一般採石墨作為電極，當不加食鹽電解質時，CN-首先在陽極被氧化 為CNO-，然後CNO-再被氧化為無毒的二氧化碳和氮氣，同時也有部分CNO-轉化為氨離子。若投加食鹽 後，不但增加了廢水的導電性，降低了電解電壓，電解反應也發生了變化，首先水中的氯離子被氧化為具 強氧化性的游離性氯，然後游離性氯再將CN-和CNO-氧化為無毒的二氧化碳和氮氣，從而加速了電解反應。

(4)電解槽的結構形式和極板

電解槽多採用矩形，槽內水流為折流式，有迴流式和翻騰式兩種布置形式，其中水流在水平方向折流的稱 為迴流式，水流在上下方向折流的為翻騰式。迴流式水流程長，容積利用率高，但施工和檢修困難。翻騰 式的極板為懸掛式，可減少漏電現象發生。在工程應用中，應定期倒換電極，以減少電極鈍化，保證電解 反應正常進行，倒換時間與廢水性質有關，應由試驗確定。

(5)微電解

目前在廢水處理中也採用微電解，與電解的區別是工藝過程中不需要外接電源。原理是，鐵和碳在廢水中 形成無數個微電池，鐵是陽極,碳是陰極，在酸性條件下發生電化學反應，從而去除部分COD

㈢ 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。

㈣ 什麼是快速氧化法

摘要： 對比研究了利用濕式氧化法和內電解法預處理有機磷農葯中間體甲基氯化內物生產廢水的影響因素容及處理效果，結果表明兩種預處理方法均可行。濕式氧化法的處理效果稍好，COD、有機磷、有機硫的去除率分別達68.5％、65％、88％，出水BOD5/COD上升到0.36，但運行成本較高(2.95元/kgCOD)；而內電解法運行成本僅 為濕式氧化法的1/5，對COD、有機磷、有機硫的去除率分別達到62.43％、42.62％、68.37％出水的BOD5/COD上升至0.302。

關鍵詞： 濕式氧化法 內電解法 預處理 甲基氯化物廢水

甲基氯化物生產廢水具有鹽度高、有機硫和有機磷含量高、pH值高、毒性大以及難生化降解(BOD5/COD＜0.1)等特點〔1〕，目前處理這類廢水成為生產有機磷農葯廠家的棘手問題〔2〕。

㈤ 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。

㈥ 高濃度工業廢水怎麼處理

高濃度廢水處理方法有：處理方法氧化-吸附法，焚燒法，吸附法。
主要要結合廢水的特點，進行試驗選擇葯劑與處理工藝。

㈦ 陽極氧化廢水的處理

加硫酸或者鹽酸後，酸與水中鋁離子結合成硫酸鋁和氯化鋁呈現大量白色絮狀體。鐧懼害鍦板浘

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㈧ 目前有哪些針對難生化高濃度有機廢水處理方法

針對難生化的高濃度有機廢水應該採用預處理+生化處理的方法，而且關鍵在生化前的預處理上，通過預處理降低廢水中對生化有抑製作用的物質，把大分子的有機物分解成小分子有機物，提高廢水的可生化性。
常見的預處理方法有：
1、高級氧化（臭氧氧化、芬頓試劑氧化、雙氧水氧化等），將廢水中難降解有機物直接氧化降解；
2、微電解工藝（如鐵碳微電解等），利用微電解產生的電子，將有機物的一些基團打開，分解成小分子物質，有利於後續的生化處理；
3、蒸餾工藝，將高濃度的含鹽類母液等進行蒸餾，減少廢水中的對生化細菌有抑製作用的無機鹽類等。
4、水解酸化，利用生物的厭氧發酵的前面兩個階段，將廢水中的有機物水解酸化成小分子物質，有利用後續的生化降解。
預處理後的生化系統有：
1、厭氧工藝（UASB、IC、普通厭氧工藝及其演變工藝等）
2、A/O（兼氧、好氧工藝）等。

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㈨ 廁所廢水怎麼處理，廁所廢水怎麼處理知識

廁所污水怎麼處理這是國內外都在研究的一個問題。
目前國內外常見公廁污水處理工藝主要有厭氧處理、好氧處理、化學法、高溫高壓處理法(濕式氧化法)。
厭氧處理：
厭氧處理是現在最常規的公廁污水處理，也就是目前市政上常見的化糞池工藝處理，優點為操作簡單，投資較少，運行費用低;缺點佔地面積大，處理效果低，北方地區效果較差。
好氧處理法：
利用好氧菌進行發酵的過程,稱之為好氧發酵。好氧處理規模小時,可只做最終稀釋後曝氣、沉澱;中等以上規模,經過前處理和二次稀釋後,可按標准活性污泥法進行處理。二次處理就是厭氧處理。好氧發酵的速度較厭氧發酵快得多,但它需要大容量的消化槽。同時在廁所污水處理過程中需要大量氧氣,因此要消耗大量的能量。
化學法：
在糞便中加入適量化學葯劑,使糞便發生絮凝作用,並通過沉澱分離成液體和脫水污泥。該處理法的最大特點是:糞便在較短的時間內形成固液分離。其不足之處在於:操作復雜,機械設備數量較多;分離出的液體BOD在5000mg/L左右,比厭氧發酵槽的脫離液2500mg/L要高得多。另外,其基建費及日常運行管理費用也較其它方法要高。隨化學葯劑的種類(如鐵鹽、石灰等)和投入方式的不同,其設備也不盡相同。葯劑的投加設備。有濕式和乾式兩種濕式反應因混合均勻,所以效果較佳。投加添加劑的量,以糞便處理量的0.2%～2%為宜。
高溫高壓處理法(濕式氧化法)：
糞便中的有機物,在高溫高壓的條件下,經過約1h連續不斷地氧化分解可達到較好的處理效果。此種方法的關鍵在於反應塔的設計,它的容量,應根據糞便的發熱量、反應速度和氧化的程度來確定。
廁所污水怎麼處理這個問題要根據不同的排放標准類選擇，如果處理後排入市政管網，就只需要做一個預處理就行，常見的預處理為厭氧處理，只需要採用化糞池即可達到相應的要求。如果要求排入自然水體只需要處理達到排放標准，常見的工藝為接觸氧化工藝，常採用好氧一體化設備。所以在回答廁所污水怎麼處理這個問題上要根據排放標准來確定。
廁所污水怎麼處理中的預處理選型根據水量來選擇，停留時間一般在24小時-48小時。也就是說如果公廁廢水每天50立方，這需要建造一個50-100立方的化糞池;依照此規則選型。化糞池可以做成土建，也可以做成玻璃鋼的，但是200噸以上的玻璃鋼製作較為麻煩需要現場製作

㈩ 濕式氧化法的介紹

濕式氧化法是使液體中懸浮或溶解狀有機物在有液相水存在的情況下進行高溫高壓氧化處理的方法。氧化反應在壓入高壓空氣，反應溫度300℃條件下進行。可用於高濃度（4-6%左右）有機物的糞便、下水污泥以及工廠排液等的處理和葯劑回收。用於處理糞便及下水污泥時，反應後進行固液分離，再用活性污泥法等對分離液進行處理。