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工业废水领域十大废水处理工艺

作者:环保水处理hbscl01 来源: 发布时间:2021-09-13 浏览次数:192
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工业废水领域十大废水处理工艺

    TOP 1  膜技术

  膜技术是近些年来发展起来的一种全新技术,这项技术主要是利用现代生物工程技术来培养发酵不同功能的活性菌并制成生物膜,投放到污染水体中对富营养元素进行分解转化,从而达到污水处理目的。

  膜分离的过程实际上就是通过选择性透过膜来分离介质,这种分离过程中是在外力推动下来实现混合物的分离、提纯和浓缩的。在膜技术中的膜种类是多样的,既可以是固相膜又可以是气相膜,但大部分是固相膜。固相膜本身根据所驱动力的不同又可以分为电驱动膜、压力驱动膜以及热驱动膜等多种形式的。

  膜分离技术在污水处理过程中也很少需要维护,操作起来也非常简便。膜分离装置是比较简单的,不需要改变生产线。从这点来看膜分离技术是具有成本优势的。

  膜分离法常用的有微滤、纳滤、超滤和反渗透等技术。由于膜技术在处理过程中不引入其他杂质,可以实现大分子和小分子物质的分离,因此常用于各种大分子原料的回收,如利用超滤技术回收印染废水的聚乙烯醇浆料等。目前***膜技术工程应用推广的主要难点是膜的造价高、寿命短、易受污染和结垢堵塞等。伴随着膜生产技术的发展,膜技术将在废水处理领域得到越来越多的应用。

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  膜技术在含重金属废水中的应用

  在金属加工过程中,会产生大量的冲洗水,这些废水中含有大量的金属离子,而多数企业在处理过程中通常是将废水中含有多余的金属离子去除。这样就会达到污水处理的要求,并合理回收有效物质,膜技术的应用符合了污水处理的要求,经过相关实验可以看出,在含有大量的金属离子的水中进过超滤处理后,重金属的含有量在百分之九十九以上。利用反渗透膜技术进行金属污水处理,当水中的离子浓度达到340mg/L时,去除率可以达到百分之九十九。通过相关可以看出利用膜分离技术消除污水中的中金属比传统处理方法效果更好,操作更简单。

  膜技术在在染料废水处理的应用

  在染料行业中纳滤技术主要应用在染料废水的浓缩以及粗制染料的脱盐这两方面。通常情况下水溶性染料的相对分子质量是在300到1500之间的,纳滤技术正好适用于上述区间。在经过膜分离技术处理后的染料溶液时可以直接制成高附加值、高浓度以及低盐的液体染料产品。此外还可以制成固体粉状染料产品。应用纳滤技术能够截留大分子,从而达到分离目的。染料废水在经过处理之后将会变成两种水:浓缩浓液以及膜的淡水。淡水是可以回收当做生产用水的,浓液中也是含有有用成分的,对于这些有用成分可以当作原料。这对于降低成本是有重要意义。

  膜技术在造纸废水中的应用

  造纸厂在生产中产生大量的污水,运用传统的处理方法不能有效的去除其中残留的杂质和污染物,运用膜处理技术处理造纸过程中产生的污水,首先要经过沉淀处理,在进行过滤,并保持滤膜孔径的直径在0.1um,经过过滤处理之后固体悬浮物会明显下降。***后经过超滤膜,超滤膜的孔径在保持在0.04um左右,这样有机物可以被过滤掉,经过相关处理,废水中的溶液去除率可以达到百分之九十七,提高了相应的回收率,在进行超滤处理时,由于选用的膜处理的孔径不同,所以废液处理的效果也不同。通过相应的实验可以看出在一二级的作用处的漂白的效果***明显。

  反渗透在工业废水处理中的应用

  当下,反渗透主要用于处理橡胶工业废水、高浓度有机废水及海水的淡化。

  (1)反渗透在处理橡胶工业废水中的应用。反渗透对无机盐具有很高的去除率,而橡胶工业废水成分中含量***多的恰恰就是无机盐。利用反渗透对橡胶工业废水进行处理有利于废水的资源回收,减少了橡胶废水对环境的影响。

  (2)反渗透在有机废水处理中的应用。可以利用反渗透对有机物90%的去除率,对废水中的有机物进行滤除,回收有机物得到无害的工业用水。另外,反渗透在海水淡化中的应用也越来越普遍。

  我国的淡水资源短缺,然而,我国的海洋覆盖率很大,而海水与淡水的***大区别在于海水含盐量较高。如果能将海水的盐分降低到人可以使用的程度,再经过一系列的处理就可以供人们使用。我国已经投入四个海水淡化工程,通过多次反渗透将海水进行逐步的淡化,将苦咸水变成使用水,为解决我国食用水短缺现象提供了可能。

  TOP2铁碳微电解处理技术

  铁碳微电解法是利用Fe/C原电池反应原理对废水进行处理的良好工艺,又称内电解法、铁屑过滤法等。铁炭微电解法是电化学的氧化还原、电化学电对对絮体的电富集作用、以及电化学反应产物的凝聚、新生絮体的吸附和床层过滤等作用的综合效应,其中主要是氧化还原和电附集及凝聚作用。

  铁屑浸没在含大量电解质的废水中时,形成无数个微小的原电池,在铁屑中加入焦炭后,铁屑与焦炭粒接触进一步形成大原电池,使铁屑在受到微原电池腐蚀的基础上,又受到大原电池的腐蚀,从而加快了电化学反应的进行。

  此法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便等诸多优点,并使用废铁屑为原料,也不需消耗电力资源,具有“以废治废”的意义。目前铁炭微电解技术已经广泛应用于印染、农药/制药、重金属、石油化工及油分等废水以及垃圾渗滤液处理,取得了良好的效果。

  由于微电解过程包含了氧化还原、电附集、物理吸附、絮凝沉降以及铁作为催化剂的多种作用。而不同的废水成分差异很大,不同的有机物其降解难易程度不同,因此对应的微电解工艺参数也差异很大。

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  铁碳微电解处理技术在染料废水处理的应用

  (1)偶氮染料废水

  张宗恩等选用上海某染料厂总排水口的废水为实验水样。研究结果表明:经微电解处理后,废水色度去除率达95%,CODcr去除率达40%,并指出脱色机理主要是基于还原作用,使偶氮键-N=N-断裂,从而破坏整个偶氮染料分子的共轭发色体系,到达脱色的目的。偶氮分子的结构对还原作用也有一定影响。

  (2)分散染料废水

  分散染料是疏水性较强的非离子型染料。这种废水具有污染物浓度高、色度高、酸碱度高、毒性大的特点,因而处理难度大。大连染料厂的分散芷青等6种废水是由24股不同工序产生的废水组成,COD高达1000mg/L,色度8000倍,BOD5/COD<0.18,不能直接生化处理,化学絮凝、化学氧化法不能有效处理。薛大明等采用微电解法对该废水进行处理。研究结果:高浓度分散染料废水经三级微电解处理后,废水色度去除率达97.5%,CODcr去除率达64.4%,BOD5/COD上升为0.302,大大提高了可生化性。

  (3)印染废水

  刘兴旺通过对铁屑进行改性,并与其他一些活性填料助剂结合使用处理印染废水,研究结果表明:该法可以大大提高铁屑对废水的处理效果。改性后的脱色率及COD去除率比单纯的铁屑提高20%—30%,延长使用寿命1.5—1.8倍。

  (4)竺麻废水

  作为纺织印染工业常见的废水,传统的处理工艺效果差、投资大。詹艳等利用微电解法对重庆市金帝工业集团公司的苎麻生产废水进行了预处理研究。结果表明:***佳工艺条件下(起始pH值为2-3,停留时间40min),COD去除率大于32%,脱色率达47%-60%,并且发现适量金属氧化物加入铁炭填料后(如CuO、MnO2、Al2O3)均能使废水COD去除率提高至48%以上。并通过正交对比提出微电解影响因子的影响大小依次为:pH值>反应温度>通气量>停留时间。

  铁碳微电解处理技术在含酚废水的应用

  张天胜等对微电解法处理含酚废水进行了研究,分析了该法处理含酚废水的原理和各种因素对处理效果的影响,废水来自天津市化工厂苯酚车间蒸馏工段,为略带浑浊的无色液体,pH值为6-7,酚的质量分数为5%-10%。在***佳条件下,处理前酚浓度为285.6mg/L,处理后为0.625mg/L,脱色率达99.8%。对高质量浓度的含酚废水,微电解法处理能收到很佳的效果。

  铁碳微电解处理技术在DDNP废水的应用

  DDNP废水中主要污染物是二硝基重氮酚,它作为主要的起爆炸药而广泛应用于各种火工行业,这种废水染色深,成分复杂。马晓龙等采用微电解对DDNP废水进行脱色处理,大量实验表明:废水起始pH控制在2.5左右,脱色率达95%以上,该法优于絮凝法和吸附法,投资少,设备简单,运行费用低。

  铁碳微电解处理技术在制药废水的应用

  皱振扬等应用微电解法处理四环素制药废水时,向Fe-C体系中加入一定量的Mn2+、Zn2+,其原理是Mn2+、Zn2+吸附在活性炭表面上,可能有一定催化氧化有机物作用,有利于产生絮凝作用。与水解-生化治理工艺比较,该法投资较少、效益较高、切实可行。另外张亚楠等运用铸铁屑处理新乡市制药有限公司无环鸟苷、肌苷及病毒唑三者的生产混合废水,原水COD高达6000-8000mg/L,BOD5/COD可进一步提高到0.9。

  铁碳微电解处理技术在处理氰化物的应用

  氰化物是一种剧毒物质,在电镀、农药、染料中间体等工业废水中都含大量的CN-,对人和其它动物造成很大的威胁。韦海朝等对含氰废水处理方法作了系统的评述,目前通常使用化学法,过氧化无法,O3处理法和电化学氧化法。微电解反应能分解CN-,而去除其污染,电极反应为:CN-+2OH--2e=CNO-+H2O,2CNO-+4OH--6e=2CO2+N2+2H2O该法不仅可以通过絮凝共沉淀法处理,而且不需提供外加电源,节约大量电能。

  此外,微电解法在屠宰场废水,木薯酒槽废水、医院废水、化纤废水、高浓度毛发废水、农药中间体废水等众多废水的治理中有着广泛应用前景。

  TOP3 Fenton及类Fenton氧化法

  典型的Fenton试剂是由Fe2+催化H2O2分解产生˙OH,从而引发有机物的氧化降解反应。由于Fenton法处理废水所需时间长,使用的试剂量多,而且过量的Fe2+将增大处理后废水中的COD并产生二次污染。

  近年来,人们将紫外光、可见光等引入Fenton体系,并研究采用其他过渡金属替代Fe2+,这些方法可显著增强Fenton试剂对有机物的氧化降解能力,减少Fenton试剂的用量,降低处理成本,统称为类Fenton反应。

  Fenton法反应条件温和,设备较为简单,适用范围广;既可作为单独处理技术应用,也可与其他方法联用,如与混凝沉淀法、活性碳法、生物处理法等联用,作为难降解有机废水的预处理或深度处理方法。

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  Fenton氧化法在处理氰化物的应用

  氰化物是剧毒性的物质,在废水的排放中都要严格控制氰化物的含量。

  芬顿试剂可有效地处理氰化物,处理过程中,游离的氰化物分两步被分解。

  俄罗斯学者研究了采用Fenton试剂处理含有氰化物和硫氰化物的废水(质量浓度均为1000mg/L),前者氧化率为99.8%,后者氧化率为84.0%。

  Fenton氧化法在处理酚类的应用

  酚类物质有较高的毒性,对人体有致癌作用,属于难降解的工业有机废水。芬顿试剂可用于处理苯酚、甲酚、氯代酚等多种酚类,效果均极好。在室温、pH=3-6和FeS04催化剂存在的情况下,H202可快速破坏酚结构,氧化过程中先将苯环***为二元酸,***后生成CO2和H2O。

  用芬顿试剂氧化法处理对氨基酚(PAP),探讨了影响处理结果的因素。在选定的条件下,PAP去除率为96%-98%,废水色度明显变浅,降低了废水的生物毒害性,改善了废水的生物降解性能。除了可以直接降解氯酚类物质外,还可以用芬顿试剂氧化作为生物处理技术的前处理过程,使废水的毒性降低,可生化性提高。

  Fenton氧化法在染料废水处理的应用

  (1)纺织印染废水的组成非常复杂,多数分子是以苯环为核心的稠环、杂环结构,属于高度稳定且有高致癌性的废水,它难以降解,并含有大量残余的染料和助剂。目前染料废水主要问题是残余染料所产生的色度。染料废水中颜色来源于染料分子的共扼体系,芬顿试剂在酸性条件下生成HO•能够氧化打破这种共扼结构,使之变成无色的有机分子进一步矿化。采用芬顿氧化法对染料废水进行处理具有***低耗、无二次污染的优势。

  (2)Fenton氧化法在处理染料中间体或染料助剂废水的应用,染料中间体废水中常含有大量的蒽醌、萘、苯的各种取代基衍生物,具有COD高、色度高等特点,是目前较难处理的工业废水之一。用芬顿试剂处理此类废水的集瑞环保实验人员研究也在陆续开展,并取得良好效果。

  用芬顿试剂处理B一萘磺酸钠。先用Fecl3,进行混凝处理,后用芬顿试剂氧化。在适宜的条件下,废水的COD和色度去除率分别达到99.6%和95.3%,处理后废水可达到排放标准。

  Fenton氧化法在处理农药(草甘膦)废水的应用

  农药废水是一种难治理的有机化工废水,具有COD高、毒性大、难生物降解等特点。近来针对这点,出现了一些用Fenton法进行处理的研究。用芬顿法与光芬顿法降解2,4-二氯苯氧乙烯(2,4-D),探索了反应条件对降解效果的影响。在2,4-D质量浓度为200mg/I,H202质量浓度为200mg/L,Fe2+质量浓度为40200mg/L,pH为3.5的情况下,可在10min内使农药的降解率达到85%,TOC去除率也可达到80%以上。

  Fenton氧化法在处理焦化废水的应用

  炼焦废水含有数十种无机和有机化合物,包括氨氮、硫氰化物、硫化物、氰化物、酚、苯胺、苯并比等,其中一些是高致癌物,属于高污染难治理的工业废水。

  实验人员研究了用芬顿法处理焦化废水。探讨了影响COD去除率的因素,确定了适宜的操作条件。在此条件下,焦化废水COD去除率达88.9%.H202如分3批加人(总量不变),COD去除率可提高至92%。

  实验人员研究了芬顿氧化/混凝协同处理焦化废水经生物处理后的出水。结果表明,经此处理后,出水可达国家二级排放标准。如后续再经生物处理,***后出水将可稳定地达到国家一级排放标准。研究试验中,还通过分析相对分子质量分布和小分子有机物组成,揭示了焦化废水生物处理后出水的物质组成及其在芬顿氧化/混凝协同处理后的污染物变化规律。

  Fenton氧化法在处理垃圾渗滤液的应用

  城市垃圾渗滤液是一种组成成分复杂的污水,将会污染地下水,对城市环境构成严重威胁。由于其含有多种有毒有害的难降解有机物,不易用传统的生化法来处理。不同的填埋场的垃圾渗滤液的组成、浓度不同。

  垃圾渗透液中的应用,进行了用芬顿法处理垃圾渗滤液的中型试验,反应在连续的搅拌发生器中进行,当试剂加入量适当时,COD的去除率可达67.5%,从而提高了可生化性,有利于进一步的处理。

  由以上对各种废水的研究可知用芬顿试剂处理废水的特点,一是反应启动快,反应在酸性的环境中,常温常压,条件温和;二是不需要设计复杂的反应系统,设备简单、能耗小。芬顿试剂氧化性强,反应过程中可以将污染物彻底地无害化,而且氧化剂H2O:参加反应后的剩余物可以自行分解掉,不留残余,同时也是良好的絮凝剂,效果好。

  Fenton试剂在处理各种废水的时候,其反应条件差别不大,这就方便了Fenton试剂的工业化应用。

  TOP4臭氧氧化

  臭氧是一种强氧化剂,与还原态污染物反应时速度快,使用方便,不产生二次污染,可用于污水的消毒、除色、除臭、去除有机物和降低COD等。单独使用臭氧氧化法造价高、处理成本昂贵,且其氧化反应具有选择性,对某些卤代烃及农药等氧化效果比较差。

  为此,近年来发展了旨在提高臭氧氧化效率的相关组合技术,其中UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3等组合方式不仅可提高氧化速率和效率,而且能够氧化臭氧单独作用时难以氧化降解的有机物。由于臭氧在水中的溶解度较低,且臭氧产生效率低、耗能大,因此增大臭氧在水中的溶解度、提高臭氧的利用率、研制***低能耗的臭氧发生装置成为研究的主要方向。

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  臭氧氧化在医药废水的处理应用

  大多医药废水COD较高、可生化性差,单纯靠物理化学方法处理成本高不经济,普通的生化处理又根本行不通,所以可以先用臭氧预处理,主要是为了提高废水的可生化性,为后续生物处理降低难度,同时降低COD。

  臭氧氧化在对印染废水的处理应用

  印染废水对环境的污染很严重,其水量大、水质波动大、污染物成分复杂且含量高,色度、化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)均较高,是国内外难处理的工业废水之一。臭氧氧化技术是利用臭氧分子反应选择性强,能与含双键的染料直接发生加成反应,使染料开环脱色,并提高废水的可生化性。此外,臭氧在紫外线(UV)作用下,转化为˙OH等强氧化性物质,与有机物反应,使染料的发色基团中的不饱和键断裂,生成相对分子质量小、无色的有机酸、醛等,达到脱色和降解有机物的目的。利用O3/UV氧化与常规生化组合,先利用生化法将可生化有机物大部分去除,剩余不可生化污染物用O3/UV氧化,以降低臭氧的消耗及处理成本,提高出水水质。

  臭氧氧化在对含酚废水的处理应用

  含酚废水是比较普遍且危害性很严重的工业废水之一,酚是一种公认的致癌、致畸、致变的“三致”物质,处理工业含酚废水已是工业废水方面急待解决的问题之一。研究表明,对于含酚量为227mg/L,pH值为7.3-7.6,水温为13-40C的焦化厂废水,经过臭氧氧化处理后,水中的含酚量降低了98%。

  臭氧氧化在对垃圾渗滤液的处理应用

  垃圾渗滤液是一种污染性极强的高污染物含量有机废水,其中有机污染物高达77种,其中促癌物、辅致癌物5种,被列入我国环境优先控制污染物“黑名单”。并且垃圾渗滤液对周边环境、填埋场土层及地下水都会造成极大的污染。冯旭东等人采用生物-臭氧氧化技术对垃圾渗滤液进行处理研究,实验表明,经臭氧氧化后,可以有效降低垃圾渗滤液生物处理出水的CODOF值;垃圾渗滤液生物处理出水臭氧氧化后,其生物降解性随氧化时间的增加存在极值,结合处理的经济性可以采用生物-臭氧-生物的联合技术处理垃圾渗滤液。

  TOP5磁分离技术

  磁分离技术是近年来发展的一种新型的利用废水中杂质颗粒的磁性进行分离的水处理技术。对于水中非磁性或弱磁性的颗粒,利用磁性接种技术可使它们具有磁性。

  磁分离技术应用于废水处理有三种方法:直接磁分离法、间接磁分离法和微生物—磁分离法。

  目前研究的磁性化技术主要包括磁性团聚技术、铁盐共沉技术、铁粉法、铁氧体法等,具有代表性的磁分离设备是圆盘磁分离器和高梯度磁过滤器。目前磁分离技术还处于实验室研究阶段,还不能应用于实际工程实践。

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  超磁分离系统的特点及优势

  (1)采用永磁钢,构造超磁分离场,技术稳定成熟;

  目前该设备在布磁、聚磁组合、微磁絮凝、脱磁、分散等工艺技术上实现了突破,设备不断改进与完善,已达到国际***水平,技术稳定而成熟。

  (2)超磁分离时间短,占地面积小;

  聚磁组合磁盘表面产生的磁力是重力的640倍以上,能快速地捕捉到微磁性絮团,从而可以采用一体化、短流程的设备集成,使整个水处理净化过程的时间大大缩短,来水自混凝箱进至磁盘机出水的时间为3-6min,大大优于传统的沉淀法。与传统处理方法相比,设备分离时间短,相应的设备占地仅为传统工艺的10-30%。

  (3)与传统工艺比运行成本低;

  超磁分离依靠强磁力进行吸附和分离,不需要大量的药剂使水体中的悬浮物形成大的絮团,而仅需微絮凝。与常规的混凝沉降系统比较,可大大节约系统的药剂使用量(药剂使用量可节约20-30%),节省药剂费用,同时设备总装机功率低,电耗少,设备运行稳定使用寿命长,维修费用低,综合运行成本为传统工艺的1/2。

  (4)污泥浓度高;

  磁种回收机分离出的污泥含水率93%-95%(普通沉淀污泥含水率为99%以上),可不经过浓缩直接进入脱水设备,可节省建设污泥浓缩池费用,降低后续操作强度。

  (5)该工艺强化和改变了絮体性质与污水的分离方式,加快了固液分离的速度;

  (6)出水水质好,运行稳定;

  (7)设备模块化,安装方便,便于组装,节约了工期;

  (8)主体设备移动方便,使用灵活可控;

  (9)系统简单,便于操作和维护;

  (10)无生化处理工艺产生的臭气问题,无需臭气处理设施。

  TOP6低温等离子水处理技术

  低温等离子体水处理技术,包括高压脉冲放电等离子体水处理技术和辉光放电等离子体水处理技术,是利用放电直接在水溶液中产生等离子体,或者将气体放电等离子体中的活性粒子引入水中,可使水中的污染物彻底氧化、分解。

  水溶液中的直接脉冲放电可以在常温常压下操作,整个放电过程中无需加入催化剂就可以在水溶液中产生原位的化学氧化性物种氧化降解有机物,该项技术对低浓度有机物的处理经济且有效。此外,应用脉冲放电等离子体水处理技术的反应器形式可以灵活调整,操作过程简单,相应的维护费用也较低。受放电设备的***,该工艺降解有机物的能量利用率较低,等离子体技术在水处理中的应用还处在研发阶段。

  滑动弧等离子体处理有机废水方法

  滑动弧等离子体技术降解有机废水主要有2种方法,一种是将反应器放置于液体上方,放电空间内产生的活性物质经电弧吹入气液相界面,实现有机物降解,这种方法能量效率相对较低;另一种是经雾化喷嘴将载气与废液同时注入反应空间,气液接触更加充分,实现气液两相放电,有机物降解效果和能量利用率更高。

  严建华等利用气液两相滑动弧放电等离子体装置,降解制药废水和DSD酸的浓缩废液,研究表明高浓度有机废水的COD、BOD5去除率均达99%以上。杜长明等通过气液两相滑动弧放电等离子体处理酸性橙Ⅱ、中性红和碱性艳蓝3种染料,研究了其脱色效果、降解效果、降解路径及反应动力学。500mL,200mg/L的染料废水,在放电电压10kV、空气流速0.8m3/h的条件下,放电60min,三种染料的脱色率分别为84.1%、72.7%与89.7%,取得较好效果。

  滑动弧反应器放电区域大、反应接触面广,同时能量转化率高、可连续操作;但其多数还只是在实验室研究阶段,实际工业废水处理的案例较少。还需要进一步研究放电参数、废水组成、反应器结构等对有机废水降解的影响规律,以有效提高能量利用率和有机物降解率。

  辉光放电等离子体处理有机废水

  辉光放电水处理装置如图6所示,在特定反应器内,当两电极间的电压足够高时,阳极针状电极与周围电解液之间产生辉光、紫外线和冲击波,使周围溶剂迅速汽化形成稳定的蒸汽鞘,持续产生如·OH、H2O2、·H等高活性粒子,这些活性粒子在一般的电化学反应中不易得到,但在辉光放电中可源源不断产生,并被输送到电极附近的溶液中,使水体中的有机物氧化,并进一步降解为CO2、H2O和无机盐,特别适用于有机废水的消毒和净化。

  辉光放电***显著特征是非法拉第特性,即被转化的物质量远超过按法拉第电量计算所得值。此外等离子体气体鞘层空间中含有大量的自由基、分子、原子、离子等粒子,其中高能水生活性物质对非法拉第现象的产生具有重要作用。刘永军等以4-氯苯酚的硫酸钠溶液为模拟废水,采用接触辉光放电等离子体技术对其降解,实验发现在4-氯苯酚降解过程中产生大量H2O2,4-氯苯酚的降解速率和H2O2生成速率随电流升高而加快,H2O2的生成加速了有机物降解。

  辉光放电技术在有机废水降解方面有显著优势,如降解时间短、速率快、能耗低等特点,也为工业化学合成和电解制氢提供了新方法、新思路。但其技术本身也存在一些问题,一是在提高有机物降解率的方法上针对性和目的性不强;二是放电过程及反应机理复杂,放电时易受探测装置和其他非可控因素影响,理化参数在线检测准确度不高。因此需继续深入研究其机理,优化工艺参数和反应器结构设计。

  TOP7电化学(催化)氧化

  电化学(催化)氧化技术通过阳极反应直接降解有机物,或通过阳极反应产生羟基自由基(˙OH)、臭氧等氧化剂降解有机物。

  电化学(催化)氧化包括二维和三维电极体系。由于三维电极体系的微电场电解作用,目前备受推崇。三维电极是在传统的二维电解槽的电极间装填粒状或其他碎屑状工作电极材料,并使装填的材料表面带电,成为第三极,且在工作电极材料表面能发生电化学反应。与二维平板电极相比,三维电***有很大的比表面,能够增加电解槽的面体比,能以较低电流密度提供较大的电流强度,粒子间距小而物质传质速度高,时空转换效率高,因此电流效率高、处理效果好。三维电极可用于处理生活污水,农药、染料、制药、含酚废水等难降解有机废水,金属离子,垃圾渗滤液等。

  CiO2氧化法

  工业废水处理工作运用CiO2氧化法,就是将甲醛经氧化生成CO2与甲酸。此时,经CiO2氧化的甲醛工业废水的反应趋于平稳,去除率高达80%。在pH值方面,其是判断氧化反应效果的关键指标,而中性,是代表甲酸废水***理想反应环境。

  催化臭氧氧化法

  工业废水中的有机污染物清除工作过程,臭氧氧化法的应用,可实现诸多有机物的降解处理,以提高性能效果。如,甲醛废水的处理,相关人员利用TiO2/SiO2催化剂,经催化臭氧氧化,加大了臭氧流量与pH值溶液,降低了甲醛浓度,成功提高了对甲醛的清除能力。

  H2O2/Fe2+处理高浓度废水

  以工业甲醛废水处理过程为例,高浓度的甲醛废水,应对应***氧化技术,即Fenton试剂作用于实际操作。此过程,试剂中的Fe2+与H2O2可提高工业废水的处理效果。究其原因,Fe2+与H2O2可通过分解成自由基状态,进行反应催化剂作用,以解決高浓度甲醛工业废水的污染影响。对于反应过程催化剂与双氧水的投入量,应根据反应时间与反应温度进行确定,以使甲醛去除率达到90%以上。值得注意的是,工业废水处理技术科研环境的多元化发展,使得不同技术应用于不同废水类型呈现出针对性。为使技术运用达到工业生产建设的经济性、***性以及实用性,应不断加强科研力度,以提高催化氧化法的运用水平,进而保证处于高速发展背景下工业生产废水处理工作开展效率。 

  TOP8辐射技术

  20世纪70年代起,随着大型钴源和电子加速器技术的发展,辐射技术应用中的辐射源问题逐步得到改善。利用辐射技术处理废水中污染物的研究引起了各国的关注和重视。与传统的化学氧化相比,利用辐射技术处理污染物,不需加入或只需少量加入化学试剂,不会产生二次污染,具有降解效率高、反应速度快、污染物降解彻底等优点。而且,当电离辐射与氧气、臭氧等催化氧化手段联合使用时,会产生“协同效应”。因此,辐射技术处理污染物是一种清洁的、可持续利用的技术,被国际原子能机构列为21世纪和平利用原子能的主要研究方向。

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  TOP9光化学催化氧化

  光化学催化氧化技术是在光化学氧化的基础上发展起来的,与光化学法相比,有更强的氧化能力,可使有机污染物更彻底地降解。光化学催化氧化是在有催化剂的条件下的光化学降解,氧化剂在光的辐射下产生氧化能力较强的自由基。

  催化剂有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4等。分为均相和非均相两种类型,均相光催化降解是以Fe2+或Fe3+及H2O2为介质,通过光助-Fenton反应产生羟基自由基使污染物得到降解;非均相催化降解是在污染体系中投入一定量的光敏半导体材料,如TiO2、ZnO等,同时结合光辐射,使光敏半导体在光的照射下激发产生电子—空穴对,吸附在半导体上的溶解氧、水分子等与电子—空穴作用,产生˙OH等氧化能力极强的自由基。TiO2光催化氧化技术在氧化降解水中有机污染物,特别是难降解有机污染物时有明显的优势。 

  ***0超临界水氧化(SCWO)技术

  超临界水氧化(Supercritical Water Oxidation,简称:SCWO)是以超临界水为介质,均相氧化分解有机物。可以在短时间内将有机污染物分解为CO2、H2O等无机小分子,而硫、磷和氮原子分别转化成硫酸盐、磷酸盐、硝酸根和亚硝酸根离子或氮气。美国把SCWO法列为能源与环境领域***有前途的废物处理技术。

  SCWO反应速率快、停留时间短;氧化效率高,大部分有机物处理率可达99%以上;反应器结构简单,设备体积小;处理范围广,不仅可以用于各种有毒物质、废水、废物的处理,还可以用于分解有机化合物;不需外界供热,处理成本低;选择性好,通过调节温度与压力,可以改变水的密度、粘度、扩散系数等物化特性,从而改变其对有机物的溶解性能,达到选择性地控制反应产物的目的。

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