張家港高級氧化廢水處理設備一體化污水凈化

工業(yè)廢水的污染物成分復雜，如廢水中難生物降解的有機物、無機物等，其可生化性很低。眾所眾知，臭氧具有很強的氧化力，是目前已知的氧化劑之一。 臭氧作用在污水處理中，其原理都是利用的臭氧的強氧化性，對廢水中的污染物進行強氧化反應，且臭氧分解后，分解為氧氣，無二次污染。臭氧破壞和去除廢水中污染物的作用已被廣泛研究和使用，但是臭氧不易溶于水，因此在廢水處理過程中，如不使用臭氧催化劑填料，會造成大量的臭氧沒有被充分利用就已經排出水體之外，從而造成臭氧利用率低、處理效率低、運行費用高、有機物降解不等問題。

臭氧催化劑填料技術服務于臭氧高級氧化工藝，它將臭氧的強氧化性和催化劑的吸附、催化特性結合起來，更有效地解決臭氧處理工業(yè)廢水過程中的各種弊端問題，提高臭氧利用率、提高臭氧處理效率、降低整體運行費用、提高廢水可生化性。

在處理工業(yè)廢水中，SAO3高效臭氧催化劑技術也是日常用到的方法，通過富集－催化活化－氧化降解，大幅度提高廢水中殘余有機物降解反應速度和效率，將臭氧的強氧化性和催化劑的富集、催化活性特性結合起來，更有效地解決臭氧處理效率低、臭氧利用率低、運行費用高等一系列問題。其中臭氧氧化技術可以通過投加臭氧催化劑來提高臭氧利用率，同時提高COD去除率至30-50%。

目前，廢水中的有機污染物主要采用傳統(tǒng)的生物處置技術，但關于一些含有高濃度、化學構造穩(wěn)定的有機污染物廢水效果并不理想，如農藥、造紙、印染廢水等，其中的有機污染物濃度高、毒性大、成分復雜，大多含有難于降解的穩(wěn)定芳香構造，可生化性差，處置難度較大，因而難降解有機廢水(Bio-refractor yor-ganic wastewater,簡稱BROW)中有機污染物的去除已成為污水處置范疇中一個難點。

　　近年來，國內外展開了難降解有機廢水的處置辦法的大量研討，其中，與傳統(tǒng)水處置辦法相比，高級氧化技術(Advanced Oxidation Processes，簡稱AOPs)以其處置效果好、速度快、無二次污染、適用范圍廣等優(yōu)點被普遍關注。高級氧化水處置辦法普通具有如下特性：a.以產生大量生動的具有強氧化才能的羥基自在基為氧化劑，能夠誘發(fā)氧化反響的鏈反響發(fā)作，b.足夠濃度的羥基自在基可使有機污染物無機化，不產生二次污染;c.該辦法可氧化水中含有的不同濃度的有機污染物，對某些低濃度微量有機物效果也很好;d.該辦法可單獨運用，也能與其他辦法如生物降解法結合運用，降低處置本錢。

　現(xiàn)將AOPs的詳細處置技術分為如下三大類：傳統(tǒng)高級氧化法、濕空氣氧化法、電化學氧化法，詳細論述其在廢水中有機污染物去除中的應用。

　　1、傳統(tǒng)高級氧化法

　　目前常用的高級氧化法主要包括以下幾種：Fenton法、O3/UV法、O3/H2O2法和TiO2光催化氧化法等。

　　Fenton試劑應用于有機污染物的氧化去除始于20世紀60年代，Eisenhauer首先將Fe2+/H2O2用于水處置中和烷基苯的去除。Emolla等將Fenton氧化法用于處置含有氨比西林、3種抗生素的廢水中，發(fā)現(xiàn)3種抗生素可在某種條件下被完整合成，COD去除率達80%以上。

　　人們?yōu)檫M步Fenton試劑的處置效率，向其中引入了紫外光(UV)，可降低Fe2+的用量，同時促進H2O2合成為強氧化性的羥基自在基，可使有機物被更充沛無機化，有人將其用于偶氮染料廢水的深度處置中，結果標明，當偶氮染料濃度為400mg/L時，UV-Fenton法可使廢水的脫色率達95%以上。但該辦法對太陽能的應用才能不高，加上處置設備費用也相對昂揚，設備運轉能耗較大，限制了其應用。

　　O3/UV法被Garrison等人初次應用于處置含復雜鐵氰鹽廢水，發(fā)現(xiàn)將UV輻射與O3相分離后，能使氧化速度進步10~104倍。賈統(tǒng)統(tǒng)采用O3/UV、O3/H2O2等高級氧化辦法對染料廢水停止處置，結果標明pH值=8，反響時間為2h時，O3/UV高級氧化技術對染料廢水脫色率為98.3%，COD去除率為67.0%。

　　TiO2類光催化劑是被研廢水處置光催化劑。光催化氧化法處置抗生素廢水具有反響條件溫和、適用性強等優(yōu)點。Sood等經過水熱法合成了Bi2O3/TiO2光催化劑，并用該光催化劑合成模仿抗生素廢水，實驗結果標明光照處置2h后，合成率92%。同時，光催化氧化法在處置農藥廢水特別是有機磷農藥廢水中展示了良好的效果，降解效率、COD和TOC的去除率均令人稱心。光催化氧化法在處置有機廢水方面有一定的優(yōu)勢，存在的問題則主要是催化劑制備本錢高、光能應用率低、可能產生毒性更大的中間產物、催化劑回收艱難等。因而，關于障礙光催化氧化法應用的問題，還需求深化研討。

　　2、濕空氣氧化法

　　濕空氣氧化法呈現(xiàn)在上世紀五十年代，近年來在國內外獲得了較大的研討停頓，日本美國曾經將其應用于工業(yè)水處置中。濕空氣氧化反響也屬于自在基鏈反響，各種自在基作為氧化劑去除有機污染物。濕式氧化法將含有機污染物廢水與空氣或氧氣混合，在高溫高壓(150-350℃，0.5-20MPa)條件下氧化合成污水中的有機物。濕空氣氧化法具有污染物完整氧化，二次污染小等優(yōu)勢，可有效去除難生物降解的污染物。但該辦法也有一定的限制，反響需求在高溫高壓條件下停止，對設備腐蝕較為嚴重，設備運轉系統(tǒng)投資較大。因而，其在工業(yè)應用上有一定的限制。

　　在濕式氧化反響過程中，適合的催化劑可使反響時間更短，反響條件更容易到達?？蛇x擇的均相催化劑包括過渡金屬、貴金屬、稀土金屬及其氧化物和鹽類。非均相催化劑回收便當，吸收了人們更多的關注，通常運用硅膠、活性炭、硅藻土、氧化鋁等物質做為載體，負載以各種方式的活性金屬及其氧化物停止催化反響。

　　濕空氣氧化法在處置農藥廢水時，在高溫高壓條件下連續(xù)向其中通入空氣，可高效地將廢水中的有機物氧化為小分子有機物以至無機化。含磷有機物氧化成為磷酸，有機硫化合物氧化生成硫酸。除農藥廢水外，造紙草漿黑液、煤氣廢水、香料廢水等也均可采用濕空氣氧化法處置，其在制藥、造紙、纖維、酒精、印染等工業(yè)廢水中有機污染物的去除中均有較好效果。

　　3、電化學氧化法

　　電催化氧化法是近年來備受關注的一種高級氧化辦法，它應用外加電場，經過反響安裝內的一系列電極反響來產生強氧化性的自在基來對污水中的有機污染物停止氧化降解，將其轉化為無毒或低毒性小分子中間體，最終無機化。

張家港高級氧化廢水處理設備一體化污水凈化

　　電催化氧化法對一些構造穩(wěn)定、難于降解的有機物降解效果較好，同時操作較為煩瑣，本錢運轉費用不高，也容易完成自動化控制，具有良好的應用前景。

由于二氧化氯催化氧化技術需要污水的 pH 值偏酸性(在 6 左右)， 需要將污水調成酸性，氧化結束再調到中性，限制了其在大中型污水處理廠的應用。

又由于二氧化氯與有機物的反應具有顯著的選擇性，需要選擇合適的催化劑，在實際應用中催化劑的選型工作復雜而困難，又限制了其在工業(yè)污水上的推廣應用。

目前，二氧化氯催化氧化技術成功應用的領域有：

1）在煤氣廢水、高濃度含氰廢水、對氨基苯甲醚廢水、甲醛廢水及印染廢水的處理均取得了較好的效果，能除去大部分難降解有機污染物、并提高污水的可生化性；

2）對于易氧化的水溶性染料如陽離子染料、偶氮染料和易氧化的水不溶性染料如硫化染料等都有良好的脫色和去除COD 的效果。

臭氧催化氧化是利用臭氧在催化劑作用下產生的羥基自由基 [·OH]氧化分解水中有機污染物，由于·OH的氧化能力，且氧化反應無選擇性，所以可快速氧化分解絕大多數(shù)有機化合物（包括一些高穩(wěn)定性、難降解的有機物）。

負載金屬的活性炭催化劑是由微小結晶和非結晶部分混合組成的復合物，催化劑表面含有大量的酸性或堿性基團。這些酸性或堿性基團的存在特別是羥基、酚羥基的存在，使催化劑不僅具有吸附能力，而且還具有催化能力。臭氧/催化劑協(xié)同作用過程中，在催化劑的作用下使臭氧分解產生[·OH]從而引發(fā)鏈反應，此反應還會產生十分活潑的、具有強氧化能力的單原子氧[·O]。