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高浓度有机废水处理的研究综述
来源:济南乾来环保技术有限公司 发布时间:2019-10-21 12:01:23

  国民经济发展带动了化工产品使用量的增长,也导致全国各地出现大量有机废水排放问题,一般废水是可以通过传统组合工艺处理的,但是一些难降解生物毒性有机工业废水在技术条件的约束下并没有得到有效治理与改善,造成了严重的生态污染,也制约了行业发展,而深度氧化处理技术可以通过自由基引发链式氧化反应,达到降解处理的目的。文章基于此,对氧化处理技术在高浓度有机废水处理中的研究进行综述分析。

  基于氧化处理技术的高浓度难降解有机废水治理方法深度氧化处理一氧化自由基的生成为核心,且可以充分利用自由基引发的链式氧化反应,从而有效的降低氧化反应张的活化性,提升氧化的反应速率,从而达到迅速破坏有机物分子机构,最终达到讲解有机物的目的。这种技术不仅可以有效去除有机废物,且没有二次污染,适合批量处理,反应时间短。

  超临界水氧化法处理高浓度难降解有机废水:

  这种方法简称SCWO,是一种在超临界水中溶解的氧气与有机化学污染物的化学反应,这种方式主要基于活泼氧对于有机分子中较弱的C-H 键的攻击,从而产生HO2·的过氧自由基,之后与有机物中的H 元素结合生成过氧化氢,合成HO·,之后的化学反应则是其与RH 反应生成ROOH,进一步氧化,最终生成了CO2和H2O 等,最终完成有机废水的处理。在超临界状态下,水可以达到与任意比例的有机物以及氧气进行互溶,传导性能也会进一步增强。

  此种方法水处理已经在国内外有着较为广泛的研究,其中以王燕鸿及林春绵等的研究有典型代表意义:王燕鸿等人利用此种方法处理铁泥有机物,研究发现,可以有效将铁泥内的有机物成分有效分解出来,进行完全氧化;林春绵则以酒精相关废水为实验对象,同样通过超临界水氧化法取得了良好的效果,去除率达到了99.2 %。

  Fenton 试剂法处理高浓度难降解有机废水

  这种试剂的主要成分是亚铁盐和双氧水,其整体的催化机理如下:这种试剂可以有效的通过催化分解,从而产生HO·,通过HO·进攻有机分析,然后将废水中的有机物氧化为CO2 和H2O,其中的亚铁分子还可以有效促进HO·的形成,氧化能力得到进一步提升。Fenton 试剂法广泛的应用于一些难以降解的有机废水预处理中,提高其生化性能,实用价值很高,同时这种技术的操作简单,处理效率高,自动化程度高,环境承载力小,因此收到了业界的广泛关注,未来将成为高浓度难降解有机废水处理的重要手段。此方面的研究及实验更是不胜枚举:李涛曾利用Fenton 试剂法处理油田污水,张娴娴则采用这种方式处理焦化废水,两者去除率都高达88 %,钟萍在基础技术上进行优化,采用光助Fenton 试剂法对含煤油的水进行处理,油类处理率高达75 %。

  超声氧化法处理高浓度难降解有机废水

  这种方式是一种基于物理化学反应的氧化降解,基于超时空化反应及因此产生的一系列物理化学反应,这种方式一般有三种途径:自由基氧化、高温热解与超临界水氧化等。这种方法相对出现的更晚,但是因效果显著,在国外研究也比较广泛,其严重主要集中在芳香族化、酚类化合物及有机染料上,且效果明显。比如WU 等采用20 kHz 的超声波对四氯化碳进行试验,其去除率高达95 %;Bhatangar 和Cheung 等采用超声发射器对浓度在50~350 mg/L 的卤化烃进行长达四十分钟的处理,其有效率高达72 %;王晓宁等采用超声波协调紫外线处理酸性红色有机染料废水,其效果显著,染料的讲解过程完全符合准一级动力学方程,在优质条件下达到99.1 %的去除率。

  厌氧生化法处理高浓度难降解有机废水

  厌氧生化发则是一种无氧参与下的处理方法,主要借助的是多种微生物的协调合作,从而将有机物分解为甲烷或者二氧化碳等产物,这种技术在高浓度有机废水的处理中在近几年取得了良好的效果,且被广泛运用到各领域,但是这种处理方法存在极大的瓶颈,厌氧生物对有毒物质的敏感度高,厌氧生物繁殖率很低,且厌氧工业产生的沼气多,爆炸点低,厌氧生物的动力学速度低等,但是瑕不掩瑜,其低成本特征的支撑下,还是得到了广泛运用。比如刘小秦采用此种方法对富含己内酰胺的有机废水进行处理,在良好的运行状态下,其COD 的值从15000 mg/L 降低到1977mg/L,取得了比较明显的效果。

  好氧生化法处理高浓度难降解有机废水

  这种方式是借助一些好氧的微生物,在氧气更加充足的条件下进行有机物的处理方式,借助微生物的自身代谢过程,将有机物进行有效分解,比如脱氨、水解等,通过这种方式有效降解有机废水。根据微生物的生活习性不同,也可以将好氧生化法分为三种:活性污泥法、生物膜法和氧化塘法。

  第一,活性污泥法。这种处理方式在当今的有机废水处理中应用极为广泛,且已经开始在生活废水处理中开始运用,这种方式是借助活性污泥吸附等方式处理有机废水中的有机废物,同时借助后期的微生物代谢最终分解掉有机废物。其中以王志海与苏晓丽的研究具有代表性:王志海等采用活性污泥法处理甲醛污染,通过实验表明,活性污泥法对甲醛、甲醇、苯等处理率极高,均达到95 %以上;基于王志海的研究,苏晓丽对序批式活性污泥法进行染料废水处理研究,同时搭配传统的SBR 工艺对比,研究表明这种新的处理方式比传统的SBR 方式处理效果更加,其中COD的去除率高达84.5 %,色度去处率也达到了88.9 %之高。

  第二,生物膜法。这种凡事是搭配活性污泥法的深度氧化处理方式,是基于好氧生物的处理技术,是活性污泥法的延续。其采用一种以有机物为食物的细菌或者其他微生物构成一层生物膜,将其附着在滤材或者其他良性载体上,微生物繁殖后逐渐形成一层生物膜,污水一旦与生物膜接触,则可以有效的将生物膜中的有机污染物消化吸收,污染物得到降解的同时,微生物也可以进一步繁殖,形成一种良性循环。

  第三,氧化塘法。这种方式是模拟自然界中池塘的自清洁功能,在常规的自然条件下,一般池塘,即使是死水也有着很强的自清洁能力,这种方式对生活废水、有机工业废水的处理有着极大的作用,且没有很强的气候依赖性,操作也非常简单,因此氧化塘普遍的作为二级处理技术被广泛应用,同时也可以适当的延伸到深度处理技术中去。焦化废水富含COD 和NH3-N,即使通过常规的二级处理,一般也无法达到国家的排放要求,氧化塘法则可以进行进一步处理,最终达到国家排放标准。氧化塘法的优势还在于一次建立,终生使用,几乎没有维护成本,但是其占地面积大,负荷能力低,且会对周边的土壤或者地下水造成污染,周边也容易滋生蚊虫等。

  气浮法处理高浓度难降解有机废水

  气浮法主要是应用于一些有机废水的固体与液体分离或者是液体不同密度的分离,其通过技术手段在水底产生大量气泡,气泡也携带更轻的黏附废水到上层,通过分层污水的一级处理,同时达到废水与废物的分离,一般只能处理比重小于1 的悬浮物质,比如油类,同时可以应用到污泥浓缩中。

  沉淀法处理高浓度难降解有机废水

  沉淀法在有机废水的处理中应用较为广泛,且主要应用在废水的一级处理上,几乎大部分废水的处理的首要环节都是沉淀法,这种方式与气浮法恰恰相反,是利用重力将比重高于1 的有机废物沉淀凝结。同时这种方法又可以分为物理沉淀与化学沉淀,物理沉淀就是传统的沉淀方式,化学沉淀则需要借助一些化学试剂进行有机物中不同物质的化学分解与沉淀,比如有毒离子通过化学方法形成难以溶解的盐,沉入底部,从而达到清洁有机废水的作用。