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  • 高級氧化技術(shù)在有機污水處理中的應用

    高級氧化技術(shù)在有機污水處理中的應用

    2022-11-02 15:34:08 3

    高級氧化處理作為有效方法,它包括臭氧氧化法、超聲氧化法、光化學(xué)氧化和催化、電化學(xué)氧化法等方法,能有效提高水的利用率,對水的循環(huán)再利用以及污水有效排放起到一定作用。

    1、有機污水處理面臨的問(wèn)題

    1.1 污水中含有成分較為復雜

    社會(huì )的快速發(fā)展導致化學(xué)物品成分越來(lái)越復雜,工業(yè)產(chǎn)品成分也更為復雜,隨之導致的企業(yè)、工業(yè)、生活污水水質(zhì)成分更加復雜,有機污水處理的難度大大增加,其次,多次循環(huán)利用也在一定程度增加了水質(zhì)的復雜程度。再者,劣質(zhì)原油等化石燃料產(chǎn)品的生產(chǎn)利用之后的污水處理更加困難,有機物的再利用過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生多種化合物,這些有機物成分復雜多樣,其中的反應還會(huì )有我們已知的副產(chǎn)物,甚至有可能生成或者分解為人類(lèi)還未探知到的有機物,這些反應會(huì )加劇污水的成分復雜程度。另一方面,生活污水主要是城市中使用的各種洗滌劑和污水、垃圾以及生活糞便等等,其中含有的無(wú)機有機鹽類(lèi)大多無(wú)毒,其中生活污水中含氮、磷、硫等無(wú)機元素,這些都是可致病細菌,這些物質(zhì)成分含量太多還會(huì )引起水生態(tài)系統的富營(yíng)養化,而化學(xué)污染物又會(huì )通過(guò)正常情況下限定植物的無(wú)極營(yíng)養物質(zhì)的增加以及通過(guò)分解者的有機物的增加發(fā)生富營(yíng)養化,這就會(huì )造成一個(gè)惡性循環(huán)。再者,還有一方面,有機污水中生物的生存環(huán)境各樣,會(huì )造成物質(zhì)的大量變化以及產(chǎn)生分解,在酸性、堿性、中性條件下有機污水中的變化完全不同,而且微生物的變化周期十分短暫,導致水體污染原因變得復雜。污水中成分復雜使得污水處理面臨更大難度。

    1.2 污水中含硫較多

    污水中硫的比率在增加,近年來(lái)石化企業(yè)進(jìn)口高硫原油的比例增多,污水中流的比例在增多。在有機污水成分較為復雜中提到成分中含硫,在此重點(diǎn)介紹硫的產(chǎn)生以及危害,在高級氧化方法處理有機污水中,含硫污水的處理又是一大難點(diǎn)與重點(diǎn)。生活污水以及工業(yè)污水含硫量都比較高,化學(xué)物品的廢棄以及原油的廢棄排放都會(huì )含有硫元素,水中的硫化物就包括溶解性的硫化氫,硫酸氫根、亞硫酸氫根、硫酸根以及硫離子,再起懸浮物中還會(huì )有可溶性硫化物、酸可溶性金屬硫化物以及未電解的有機、無(wú)機類(lèi)硫化物。硫化氫還很容易從水中飄散到空氣當中,從而產(chǎn)生臭味,產(chǎn)生很大的毒性,甚至會(huì )危害人類(lèi)健康。因為它可以與人體內細胞色素、氧化酶及該類(lèi)物質(zhì)中的二硫鍵(-S-S-)發(fā)生作用,然后影響細胞氧化過(guò)程,造成細胞組織缺氧,從而危及人的生命。硫化氫除自身能腐蝕金屬外,還可以被污水中的微生物氧化成硫酸,進(jìn)而腐蝕下水管道等。

    1.3 衛生標準提高

    我國正在建設環(huán)境友好型社會(huì ),對工業(yè)企業(yè)以及公民提出更高要求。污水排放標準提高對工藝技術(shù)也提出更高要求。傳統的污水處理方法已經(jīng)不能適應現如今社會(huì )環(huán)境表標準的要求,石化企業(yè)對污水必須進(jìn)行更加深度的處理才能滿(mǎn)足國家的排污標準。這就要求人們尋求一個(gè)更高技術(shù)以及更有效的途徑來(lái)解決有機污水問(wèn)題。因為在中國發(fā)展過(guò)程中,不僅是工業(yè)企業(yè)還是城鎮的污水處理廠(chǎng)所排放的污水排放標準都低于地表標準。例如說(shuō)現行污水處理廠(chǎng)一級A標準中,COD允許排放濃度最高為50毫克/升,而《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》中,IV類(lèi)水COD標準限值為30毫克/升,這之間存在著(zhù)20毫克的差距,即使達到了地方的要求,還是達不到地表標準的要求。而且在不同行中,排放標準都不同,就會(huì )導致很多排污單位都能夠達標,但是與地表的標準相差甚遠。所以在近年來(lái),標準越來(lái)越嚴格,尤其在經(jīng)濟發(fā)達的地區,對水污染物的排放和水環(huán)境質(zhì)量標準提出更高要求,逐步實(shí)施更接近環(huán)境需求的排污標準。這樣逐漸提高的標準對處理有機污水的企業(yè)與工廠(chǎng)來(lái)說(shuō)讓他們對廢水的再利用提高了難度。

    2、高級氧化技術(shù)的應用

    2.1 各種氧化方法齊用

    我國的高級氧化技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟,在很多地區已經(jīng)成熟運用,要更有效的處理有機污水,我們必須尋求高級氧化技術(shù)這樣的方法,因為實(shí)踐證明,在多種的治理方法中,技術(shù)比較缺乏,而且工藝系統有較為復雜,運行起來(lái)成本十分高,達標排放也非常困難。例如對于復雜有機物污水的處理,其中污水含有的有機物成分不同,對環(huán)境的危害也不同,工業(yè)污水一般也都是濃度較高的有機污水,此時(shí)便不宜使用好氧工藝進(jìn)行處理,需要使用厭氧-好氧的混合工藝,這樣處理起來(lái)經(jīng)濟效益也較高。再舉例說(shuō)一項技術(shù)工藝――碳氮硫污染物同步去除生物技術(shù),就是通過(guò)組合工藝,優(yōu)化它的系統來(lái)實(shí)現高效的轉化以及處理回收的。研究表明,此項技術(shù)工藝的單質(zhì)生物轉化率能達到90%,這是已經(jīng)達到國內外最好的生物脫硫水平。在處理時(shí)合理利用不同工藝的處理方法,不僅能聯(lián)合的進(jìn)行更好的應用,還能節省成本,還能達到國家更高標準,這也就建議污水處理單位通過(guò)不同環(huán)境與情況將這些氧化技術(shù)聯(lián)合使用,能讓方法最優(yōu)化,效果最大化,成本最低化,在現在我國處理的有機污水的高級氧化技術(shù)中,其中臭氧氧化法、超聲氧化法、光化學(xué)氧化和催化、電化學(xué)氧化法這些方法都是工業(yè)上常見(jiàn)的方法,技巧性的各種氧化方法使用為有機污水的處理提供了很好的技術(shù)基礎。

    2.2 氧化和催化

    不管是生活污水還是工藝污水,其中含流量都比較高,再加工過(guò)程中,含硫量也會(huì )較高,還會(huì )在加工過(guò)程產(chǎn)生新的含硫物質(zhì),含硫污水的危害在此文已經(jīng)提過(guò),那么在現如今中國最普遍適用的含硫有機污水處理包括空氣氧化法、堿吸收法、沉淀法、水蒸氣汽提法因等等方法。普遍使用的空氣氧化法和水蒸氣汽提法去硫率較高,有的都可達到90r/c以上。在這其中,氧化和催化成為最主要的工藝,因為氧化法較為經(jīng)濟,操作可行性高,較為簡(jiǎn)單,雖然有些氧化方法不能除去污水中的氮和氰化物,但在使用這個(gè)方法時(shí),可以視情況而定加入一些催化劑,利用這些催化劑與空氣或者化合物的反應讓硫元素形成硫酸鹽、硫代硫酸鹽等更易出去的物質(zhì)。這些深度氧化技術(shù)是通過(guò)能產(chǎn)生具有強氧化能力的經(jīng)基自由基,在催化劑、省、光、輻射以及電等等反應條件下,將有機物中難以降解的大分子降解為較為容易或者是無(wú)害危害較小的分子,從而進(jìn)一步達到水質(zhì)標準。這些氧化工藝的難易程度可根據需求進(jìn)行選擇,較其他高級氧化技術(shù)而言,可運用的范圍較廣,是很多城市以及工廠(chǎng)企業(yè)較為常用的技術(shù)工藝,且使用記錄也較悠久,我國在這項催化氧化技術(shù)的應用上效果也較為顯著(zhù)。

    2.3 厭氧氨氧化

    近年來(lái)越來(lái)越多的研究人員對厭氧氨氧化工藝廢水處理進(jìn)行大量的研究,雖然此時(shí)這項技術(shù)的廣泛應用仍然有較大難度以及一定的局限性,但是研究發(fā)現這項技術(shù)如果能推廣使用的話(huà)將進(jìn)一步推動(dòng)有機污水處理的進(jìn)程,將會(huì )推進(jìn)處理有機污水的工程,因為他能實(shí)現最短途徑轉換,有著(zhù)高效、低能和可持續等無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。這也就更鼓勵對這項技術(shù)工藝進(jìn)行更加深入的了解研究,研究人員已經(jīng)提出建議,目前我國已經(jīng)在厭氧氨氧化菌分離及菌種的培養和馴化紅探索厭氧氨氧化工藝的快速啟動(dòng)方法x等項目上的探究取得了一定的結果,如今鼓勵相關(guān)研究人員繼續就這些方面對厭氧氨氧化技術(shù)工藝繼續進(jìn)行研究,為日后在全國能廣泛使用提供基礎。例如之前有研究者對厭氧氨氧化工藝在低氨氮廢水中的應用開(kāi)展了大量研究,研究者就發(fā)現在氨氮含量極低的條件下厭氧氨氧化反應也能順利進(jìn)行。在這項工藝技術(shù)中,還處于待人類(lèi)發(fā)掘推廣的的位置,人們可以在已經(jīng)研究成功的基礎上深入探討,沿著(zhù)已有的研究成就繼續努力改進(jìn),而且已有研究指出,影響厭氧氨氧化的因子有:基質(zhì)濃度、溫度pH值、水力停留時(shí)間(HRT)、DO、光等等,如果能解決這些干擾因素,那么對于這項工藝而言,離它能推廣使用有近了一步,這也進(jìn)一步說(shuō)明人們完全可以去尋求更加高效的方法,將這項技術(shù)工藝推廣,但這終究是一項非常繁瑣的研究,將是一項困難且漫長(cháng)的工程。

    3、結束語(yǔ)

    隨著(zhù)我國經(jīng)濟以及工業(yè)的快速發(fā)展,越來(lái)越多地區的淡水資源已經(jīng)短缺,而合理處理與利用有機污水逐漸成為棘手之事,但是生活的提升,給污水的處理造成了源頭上的壓力,很多傳統的處理工藝已經(jīng)不再使用,要求人們尋求更高的技術(shù)工藝來(lái)解決這個(gè)難題,在研究和運用的道路上,人們發(fā)現了高級氧化技術(shù)能在有機污水處理中有較好的效果,所以在此文中簡(jiǎn)單介紹高級氧化技術(shù)在有機物水中的應用,此外,更好、更高效的技術(shù)工藝等待人們推廣使用,我們還有很大的提升空間,在處理好環(huán)境的同時(shí)更進(jìn)一步推進(jìn)社會(huì )發(fā)展,造福于人類(lèi)。(來(lái)源:哈爾濱華春藥化環(huán)保技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司)

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