高級氧化技術在難降解工業廢水處理中的應用研究進展

發布時間:2019-03-20 14:11                

高級氧化技術在難降解

工業廢水處理中的應用研究進展

隨著工業的發展,在工業生產過程中產生大量的工業廢水,其中來自造紙、醫藥、石化、油氣開采等行業這類工業廢水具有成分復雜、高COD、高含鹽量、有毒含量高和難降解的特點。此類難降解工業廢水若不經過處理而直接排放,會污染地表水、地下水、土壤和耕地,影響植物及微生物的正常生長,從而影響人類的身體健康。目前難降解工業廢水已成為國內外水處理領域的一大研究熱點及難題。

1 高級氧化技術研究現狀

高級氧化技術是在結合現代光、電、聲、磁、材料等相近學科的基礎上,對傳統水處理技術中的化學氧化方法進行改革而形成的一種新的技術方法。高級氧化方法主要包括Fenton 氧化法、電化學氧化法、光催化氧化法、濕式氧化法、超臨界水氧化法、臭氧催化氧化法等。

Fenton 氧化技術是利用H2O2在Fe2 + 的催化氧化作用下生成具有高反應活性的羥基自由基( ˙OH) ,˙OH 可以與大多有機物反應使其降解,Fenton 試劑作為一種強氧化劑用于去除廢水中的有機污染物具有明顯的優點,近年來Fenton 氧化技術在處理可生物降解有機物方面也取得了很大的進展。濕式氧化技術是從20 世紀50 年代發展起來的高級氧化技術,國內對濕式氧化技術的研究相對較晚。該技術適用于濃度高、處理量小、有毒有害,并且采用生化法處理效果不顯著的難降解有機廢水的處理。

臭氧催化氧化是一種高級催化氧化技術,在催化劑的作用下,能夠加大水中臭氧溶解量,加強臭氧的氧化能力,進而提高氧化效率,對有機物有很好的去除效果。生物法是利用微生物降解代謝有機物為無機物來處理廢水。通過人為的創造適于微生物生存和繁殖的環境,使之大量繁殖,以提高其氧化分解有機物的效率。根據使用微生物的種類,可分為好氧法、厭氧法和生物酶法等。生物法可以作為臭氧催化氧化的后續工藝,但在實驗過程中與臭氧催化氧化部分同時進行。臭氧催化氧化- 生物法因其成本低,易實現,效果好,在濃鹽廢水處理方面具有良好的發展前景。

2 高級氧化技術在難降解工業廢水處理中的應用

2. 1 高級氧化技術在制藥廢水處理中的應用

高級氧化技術在難降解工業廢水處理中的應用研究進展

高級氧化技術在難降解工業廢水處理中的應用研究進展

張紅艷采用濕式氧化技術對某農藥廠的高鹽度、難降解的農藥廢水處理工藝進行了改進,研究結果表明,當反應溫度280℃、氧分壓4. 2MPa、反應液初始pH 值2. 0、反應時間2. 5h,廢水中的COD 去除率高達98%、色度去除率高達99%。與原工藝比較,COD 去除率提高了23%,處理效果有了明顯的提高。濕式氧化處理技術具有很好的COD 去除效果,同時具有顯著的脫色作用,而且不會造成二次污染,適用于農藥廢水的處理。

2. 2 高級氧化技術在石化廢水處理中的應用

石化工業廢水具有污染物含量變化大、毒性大、成份非常復雜等特點。因此對不同種類的石化廢水往往需要綜合幾種不同的處理技術對其進行處理才能達到理想的處理效果。目前國內石化工業廢水處理設施大多難以滿足當前環保排放標準的要求,急需對處理工藝進行升級改造。

易斌采用活性炭吸附+ Fenton 氧化工藝對某化工生產車間的高鹽有機廢水進行處理,研究結果表明,單獨采用活性炭吸附后,廢水COD 的去除率最大為47. 5%,經過活性吸附+ Fenton 氧化工藝聯合處理后,廢水COD由13 650 mg /L 降低至560mg /L,去除率達到95. 9%。

高級氧化技術在難降解工業廢水處理中的應用研究進展

采用此工藝再生活性炭可以將其吸附性能再生至原有水平,活性炭再生率可達100. 5%,再生費用約為1800元/噸,比新購置活性炭的價格低很多,同時可以降低此類有機廢水的處理費用,因此采用活性炭吸附+ Fenton氧化工藝可以用于此類高鹽有機廢水的處理。

高級氧化技術在難降解工業廢水處理中的應用研究進展

龔小芝等采用缺氧+ 好氧+ 催化臭氧氧化工藝處理某石化廠的含鹽廢水,在進水COD 為200 ~350mg /L 的條件下,經過生化處理后的出水COD 穩定在50 ~ 60mg /L,COD 去除率穩定在75%。在生化出水為54mg /L 的條件下,經過連續催化臭氧氧化處理后,出水COD 穩定在20mg /L 以下,COD 去除率大于70%

高級氧化技術在難降解工業廢水處理中的應用研究進展

2. 3 高級氧化技術在油氣開采廢水處理中的應用

油氣開采廢水主要由油氣井采出水和鉆井廢水組成,油氣井采出水是伴隨石油、天然氣被采出的廢水,鉆井廢水是在油氣井鉆探開采過程中所產生的污水。油氣廢水是一種高含鹽含油的特殊廢水,該類廢水含有大量的油類、礦物質、氯離子,重金屬、高分子有機化學物等,因此難以處理。旺迎春采用酸析+ Fenton 氧化+ 活性炭吸附組合工藝處理川西某氣井采氣廢水,研究結果表明,在最佳實驗條件下( pH = 1、H2O2 /COD = 7、n( H2O2 /Fe2 + ) = 3、反應時間= 2h) ,COD、SS、油類物質、色度的去除率分別為81%、99%、95%、99%,酸析+ Fenton 氧化+ 活性炭吸附組合工藝對采氣廢水的處理效果顯著,處理后出水澄清。綜合考慮處理效果和經濟性,將芬頓試劑、吸附材料分批次添加以提高反應效率,COD 去除效果顯著提高,在最佳工藝條件下,處理后的COD 小于100mg /L,達到《污水綜合排放標準》一級標準。經測算,采用此工藝處理此廢水運行成本為19. 64 ~34. 88 元/噸。

3 結論與展望

高級氧化技術具有氧化能力強、氧化過程無選擇性等特點,在難降解工業廢水處理中的具有良好的應用前景,但還需要通過優化組合高級氧化技術,不斷提高各種高級氧化技術系統的效率并降低成本,另外將高級氧化技術與傳統的生化處理技術聯合運用,以達到處理效果與經濟成本的最優化將是未來難處理工業廢水處理的研究方向。

近期會議推薦:

工業廢水高級氧化新技術、新設備”發展論壇

會議背景

各有關單位:

生態環境部、國家發展改革委近日聯合印發《長江保護修復攻堅戰行動計劃》(簡稱《行動計劃》)。《行動計劃》提出,到2020年底,長江流域水質優良(達到或優于Ⅲ類)的國控斷面比例達到85%以上,喪失使用功能(劣于Ⅴ類)的國控斷面比例低于2%;長江經濟帶地級及以上城市建成區黑臭水體控制比例達90%以上;地級及以上城市集中式飲用水水源水質達到或優于Ⅲ類比例高于97%。

生態環境部發布有關工業污染物排放新標準后,傳統工業廢水處理技術已難以適應當前環境的排放要求。各地政府也對污染企業在污染物排放、供水等指標都制定了更為嚴厲的標準,污水處理和節水技術便成為了一些企業在領域內生存的關鍵。為貫徹落實《水污染防治行動計劃》(以下簡稱《水十條》),深入探討新形勢下企業面臨的相關問題和挑戰,大力普及工程實用的高級氧化技術,解決工業廢水污染控制的技術瓶頸問題,我會將在4月12-14日南京召開“美麗中國”企業綠色發展系列專題研討活動內容之—“工業廢水高級氧化新技術、新設備”發展論壇。本次研討會將圍繞近年來“工業廢水高級氧化技術”的理論研究進展和工程應用案例,全面、系統、深入地進行講解與剖析,同時針對多個行業應用“工業廢水高級氧化技術”過程中產生的熱點、難點和盲點問題,開展廣泛地互動與交流,并倡導學問并重,積極營造創新分享的企業環境文化,努力為科研成果轉化和新技術傳播發揮橋梁和紐帶作用。

同時征集《綠葉》雜志理事會常務理事單位、理事單位、會員單位(《綠葉》雜志由生態環境部主管、中國環境文化促進會主辦,《綠葉》理事會由社會各界關心支持中國環保事業發展、并在各自領域做出突出成績的機關、企事業單位和社會各界人士組成)。工業環保網提供媒體支持。

會議內容

(一)基礎理論

1.高級氧化技術基本原理剖析和發展前景展望。

2.高級氧化技術處理工藝廢水的影響因素和關鍵性參數;

3.均相Fenton和類Fenton技術解析;

4.催化臭氧氧化機理剖析及其技術研究進展;

5.電催化氧化技術原理及相關電極開發;

6.過硫酸鹽高級氧化技術新進展;

7.光催化氧化技術的研究現狀及發展趨勢;

8.紫外/氧化劑的高級氧化技術研究現狀及發展趨勢;

9.催化濕式氧化法及其催化劑的研究進展;

10.超臨界水氧化技術特征、特點及工程適用性;

11.超聲高級氧化技術應用前景。

(二)工藝開發與工程

1.工業廢水高級氧化預處理工藝及效果;

2.高級氧化技術在工業廢水處理中的應用;

3.高級氧化處理技術難點和關鍵性技術解析;

4.高級氧化技術在垃圾滲濾液處理中的應用和典型案例;

5.廢水高級氧化深度處理工藝進展及典型應用案例;

6.高級氧化處理與其他技術的組合工藝”

7.含油工業廢水高級氧化過程處理技術;

8.高級氧化處理污泥脫水技術及案例分析;

9.紡織工業廢水高級氧化深度處理研究進展;

10.污染土壤修復中高級氧化技術的應用進展;

11.高級氧化技術其他污染治理領域的應用和前景分析;?

12.高級氧化催化劑的類型和影響因素;

13.高級氧化技術反應器的開發及經驗分享;

會議備注

會議時間/地點:

時間:2019年4月12日-14日

地點:南京市

會議費用:

會務費:2800元/人

(含籌辦費、場地費、專家費、午餐、會刊等);

住宿統一安排,費用自理;

會議協辦、企業演講、論文封面、插頁等相關情況請咨詢會務組。

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