深度氧化技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

1、深度氧化技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用摘要：伴隨我國社會經(jīng)濟水平的不斷提升，國內(nèi)工業(yè)發(fā)展水平也得到了極大的 進步，但是在工業(yè)化發(fā)展中產(chǎn)生的大量工業(yè)廢水仍在一定程度上阻礙了工業(yè)的發(fā) 展，因而現(xiàn)階段工業(yè)廢水的處理問題已經(jīng)逐漸引起了各個部門的高度重視。目前 國內(nèi)常見的工業(yè)廢水處理主要采用深度氧化技術(shù)，利用該技術(shù)將工業(yè)廢水處理到 排放標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，可以進一步避免廢水破壞環(huán)境、威脅人們的生命安全。對此，本文 主要結(jié)合工業(yè)廢水處理中深度氧化技術(shù)的應(yīng)用進行分析。關(guān)鍵詞：深度氧化技術(shù)；工業(yè)；廢水處理；應(yīng)用為了進一步響應(yīng)國家關(guān)于工業(yè)廢水排放新標(biāo)準(zhǔn)的施行與督查，從而實現(xiàn)工業(yè) 廢水的回收利用或標(biāo)準(zhǔn)排放，就需要結(jié)合當(dāng)下先進的廢

2、水排放技術(shù)對工業(yè)廢水進 行深度處理?，F(xiàn)階段國內(nèi)進行工業(yè)廢水處理時主要用到的就是深度氧化技術(shù)，該 技術(shù)既可以應(yīng)用于石油、煤等化工行業(yè)的廢水處理中，促進廢水的回收利用，也 可以應(yīng)用于化纖、造紙等無需進行回收利用、污泥處置費用低的廢水處理項目中。工業(yè)廢水的處理在處理工業(yè)廢水的過程中，通常會由于造成水體污染物質(zhì)的屬性不同，而導(dǎo) 致最終形成的污染狀況存在一定的差異。就現(xiàn)階段工業(yè)作業(yè)中產(chǎn)生的廢水來說主 要可以分為生物性污染與化學(xué)性污染兩種。前者一般是因為病原微生物的存在而 導(dǎo)致水體被污染的；后者的污染原因則比較多，一般包括無機物污染、重金屬污 染以及其他物質(zhì)污染等。對于工業(yè)廢水中存在的這些污染因素，在實際

3、進行廢水 處理的過程中一般可采取物理處理與化學(xué)處理結(jié)合的方式進行污水處理，以促進 處理后的污水能夠達到要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，或進行回收利用。通常來說，物理處理 法對原污染物化學(xué)性質(zhì)幾乎不會造成影響，主要采用吸附、萃取等物理方式進行 處理；而化學(xué)式處理法則需要利用化學(xué)試劑或化學(xué)原理進行處理，主要采用藥劑 沉淀、催化氧化等方式進行處理。而伴隨近年來工業(yè)廢水處理技術(shù)的不斷發(fā)展， 當(dāng)前工業(yè)廢水處理中深度氧化法是比較常用的方法，在實際廢水處理中也能夠達 到比較理想的標(biāo)準(zhǔn)。此外，在人們的環(huán)保意識不斷加強的現(xiàn)代發(fā)展背景下，工業(yè)企業(yè)要想進一步 實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展也需要進一步研究有效的處理工業(yè)廢水的方案。有效的進行工業(yè)

4、廢水處理，一方面可以促進城市水資源利用率的提升，確保城市用水得到合理的 保障；另一方面也能夠促進社會可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)，在人類社會的發(fā)展中， 水資源對于人們的日常生活與各行業(yè)的生產(chǎn)制造來說都是必不可少的，對此，做 好工業(yè)廢水處理工作對工業(yè)企業(yè)的發(fā)展與人類社會的發(fā)展來說都具有非常重要的 意義。深度氧化技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用2.1臭氧深度氧化處理技術(shù)在工業(yè)廢水處理中，因為臭氧具有較強的氧化能力，所以常將臭氧氧化處理 技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)廢水的處理中，利用其氧化性將一些難以分解的有機化合物分解 出來。一般情況下工業(yè)廢水中都含有大量的有毒有機化合物、以及一些化學(xué)難以 分解、生化難以降解的物質(zhì)，這些物質(zhì)

5、的存在就需要采用強烈氧化劑進行更為深 度的破壞氧化，從而將其完全氧化為二氧化碳和水，最終達到去除毒性或?qū)⒍拘?分解達到可以實行生化處理的狀態(tài)。在這一過程中，雖然有部分有毒化合物在經(jīng) 過臭氧氧化后可能仍然存在一定的毒性，在這種情況下，就需要進一步實行深度 氧化，徹底將有毒物質(zhì)進行氧化降解，達到去毒的目的。作為一種高級的氧化工藝，臭氧氧化法在使用中通常會與BAF技術(shù)相結(jié)合， 促進濃度低、降解難度大的有機污染物的開環(huán)斷鏈，從而達到降低廢水毒性、提 升可再生利用的作用。在處理廢水的過程中，臭氧氧化與BAF是一個統(tǒng)一的整體， 投入不同量的臭氧、不同的氧化反應(yīng)時間都會使得到的氧化產(chǎn)物有所不同，從而 導(dǎo)致B

6、AF生物菌群不同，進而對出水水質(zhì)產(chǎn)生一定的影響，對此，在廢水處理方 案的設(shè)計中就需要結(jié)合兩者作統(tǒng)一考慮1。在化工處理中，臭氧氧化工藝可分為 臭氧接觸氧化和催化氧化2種，具體結(jié)構(gòu)如下圖1、圖2。這二者作用的區(qū)別主 要體現(xiàn)在臭氧催化氧化池中添加了一部分附著于活性氧化鋁等載體上的過渡金屬 催化劑，從而可以將臭氧添加量降低25%左右，并將反應(yīng)時間縮短一半左右。圖1臭氧接觸氧化結(jié)構(gòu)圖圖2臭氧催化氧化結(jié)構(gòu)圖此外，在應(yīng)用臭氧氧化進行工業(yè)廢水的處理一般包含以下兩種反應(yīng)機理，其 一是單獨臭氧處理技術(shù)。主要借助臭氧分子中的碳雙鍵、三鍵以及芳香族不飽和 鍵發(fā)生親電反應(yīng)，生成臭氧化物，在進一步分解成醛、酮、兩性離子，

7、兩性離子 再與水反應(yīng)可產(chǎn)生羥基氫過氧化物，而后分解為醛、酮、羧酸、過氧化氫等物質(zhì) 2。其二是游離基型。就是在pH9的情況下，借助氧化還原金屬離子的催化作 用（或采用紫外光照射），促使臭氧與水進行反應(yīng)的過程，具體反應(yīng)過程如下：O3+2HOHT3HO+HOO（反應(yīng)條件為pH9）這里形成的游離基性質(zhì)非?；顫姡梢赃M一步發(fā)生分解反應(yīng)，最終形成碳原 子數(shù)比較小的物質(zhì)，如醛、酮、羧酸等。目前來看在紫外光條件下的處理能力更 強一些，但是其成本也相對較高，因而其通常用在水量較少的廢水處理上，而臭 氧單獨處理與結(jié)合BAF的氧化方法相對來說更常見。2.2 Fenton氧化沉淀處理技術(shù)在一定反應(yīng)條件下，H2O2可以

8、在水中分解為水和氧，在這一過程中不僅不會 遺留任何難以處理的分解物，還會進一步促進工業(yè)廢水氧化處理的進行，對此， 在工業(yè)廢水的處理中其具有的作用是非常明顯的。而Feuton氧化沉淀是早在 1894年就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的，在存在亞鐵離子的環(huán)境中，H2O2水溶液具有非常強的 氧化能力，因而在現(xiàn)階段的應(yīng)用中該氧化試劑通常被稱為Feuton試劑。在應(yīng)用 Fenton試劑的處理廢水的過程中主要起到氧化與混凝的作用。在Fenton參加反 應(yīng)的過程中產(chǎn)生的OH具有比加強的氧化能力，在產(chǎn)生反應(yīng)的過程中會直接將有 機物轉(zhuǎn)化為CO2和H2O,然后在沉淀、過濾后達到可以排放的標(biāo)準(zhǔn)。但是在常規(guī) 的處理中，F(xiàn)enton的氧化

9、對有機物礦化度存在一定的不完全性，同時效率較低、 成本較高，因而在廢水處理的研究項目中就逐漸出現(xiàn)了 Fenton聯(lián)合法，比如超聲 波Fenton、微波Fenton等方法，然而聯(lián)合法的應(yīng)用雖然能將效率提升，但穩(wěn)定 性還不顧明確，因而還沒有在實際項目中大面積推廣，僅處于試驗階段3。在目 前廢水處理的項目中，非均相Fenton氧化塔的載體流化床形式應(yīng)用比較多，其中 石英砂、活性炭、塑料等材質(zhì)可作為載體使用，更具載體材質(zhì)的差異，具體的流 化速度也有一定的差異，塔體的空塔流速也不同。氧化塔構(gòu)造如圖3：圖3非均相Fenton氧化塔構(gòu)造圖在實際應(yīng)用Fenton氧化沉淀處理技術(shù)的過程中投資費用相對較低，但運行

10、費 用比較高，同時也會出現(xiàn)大量的化學(xué)污泥，有一定的去除總磷能力，但是投加的 酸堿、催化劑等藥劑也會進一步產(chǎn)生大量無機鹽，不適用于廢水回收利用，產(chǎn)生 的酸堿廢氣也需要進一步采取措施進行收集處理，對此，F(xiàn)enton氧化沉淀在工業(yè) 廢水處理中應(yīng)用時需結(jié)合實際考慮是否適用。2.3濕式空氣催化氧化處理技術(shù)在我國早期應(yīng)用的濕式氧化法中，主要是在液相下進行氧化，其對溫度、壓 強也有一定的要求，需要高溫300。C、高壓200 kg/ cm2才能將有機物氧化為 CO2和H2O,這種方法很明顯不適用于工業(yè)化4。對此，催化空氣氧化法的出現(xiàn) 則降低了對溫度與壓力的要求，通過用均相催化劑或懸浮固體微粒狀的催化劑 （比如

11、CuSO4或其他金屬鹽等）可以更好的對廢水進行氧化處理，但這一過程中 也需要注意回收金屬鹽設(shè)備的設(shè)置，避免出現(xiàn)金屬鹽二次污染。從原則上來講催 化劑是可以長期使用的，也可以有效的降低二次污染。但實際上在廢水中的催化 劑仍有一定的溶解度，所以就會引發(fā)催化劑的損失與補充問題，此外，在廢水處 理中也需要注意某些不溶物容易沉淀、吸附到催化劑表面，從而降低催化劑活性 或?qū)е戮植窟^熱影響系統(tǒng)正常運行。對此，在現(xiàn)階段的研究中，針對催化劑的選 用以及溫度、壓強等條件都進行了大量的研究，現(xiàn)階段一般認(rèn)為在均相同條件下， 效果最好的就是兩價的銅鹽，包括固體催化劑氧化銅型也是最佳選擇。濕式空氣催化氧化處理技術(shù)在實踐中應(yīng)

12、用最早是在造紙廠的黑液廢水處理中。 在這種廢水中存在大量的有機物，且硅酸鹽含量較大，粘度也比較大，因而采用 焚燒處理就容易導(dǎo)致管道堵塞，對此，國內(nèi)曾利用濕式空氣催化氧化處理技術(shù)對 這種廢水進行處理。通過相關(guān)的研究可以發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用該技術(shù)處理其它高濃度有機 廢水的過程中也可以得到比較好的效果。而且對于其對壓強較低的要求也進一步 促進了該技術(shù)的推廣應(yīng)用，所以目前濕式空氣催化氧化技術(shù)的應(yīng)用還是比較實用 的?？偨Y(jié)綜上所述，伴隨我國國內(nèi)工業(yè)化水平的提升，關(guān)于工業(yè)廢水的處理必然也會 成為各大工業(yè)企業(yè)亟需關(guān)注的關(guān)鍵問題，特別是在面對工業(yè)廢水對生態(tài)環(huán)境的污 染、人類生命產(chǎn)生安全威脅的情況下，更需要結(jié)合深度氧化的廢水處理技術(shù)，不 斷的提升廢水處理的科學(xué)性、安全性與無毒害性，從而有效的將工業(yè)廢水轉(zhuǎn)化為 無毒、無污染的符合排放標(biāo)準(zhǔn)或能夠用于回收利用的工業(yè)資源，從而達到環(huán)境友 好型發(fā)展的工業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。參考文獻：張寶，施帥帥.生化+高級氧化技術(shù)深度處理電鍍廢水