高浓度难降解有机废水处理解决方案
电催化氧化技术处理高浓度有机废水
电催化氧化技术处理高浓度有机废水高浓度有机废水主要是指COD和BOD5达到或超过几千甚至几万毫克每升的废水。
该类废水直接排放会对水环境造成严重破坏，可能危害人体健康，引起急慢性中毒和致畸、致癌等远期危害。
该类废水主要来自焦化、制药、造纸、印染、石化以及食品加工等领域。
在淡水资源和能源日益短缺的今天，探索高浓度有机废水处理以及资源化利用技术已成为热门的环保议题之一。
1、行业现状目前，处理高浓度有机废水，大多采用传统的生物处理法。
该类方法本身存在较大问题，以广泛应用的AA/O 法为例，根据实际运行况，存在反应池容积较大、能耗较高、污泥回流量大、脱氮效果有限等缺点。
高浓度有机废水含有大量可溶性无机盐，具有较高的导电性能，适用于电化学法处理。
该方法主要包括电化学氧化还原、电凝聚、电气浮、光电化学氧化以及内电解等。
2、研发新方向电催化技术是在电极表面的氧化作用下或由电场作用而产生的自由基作用下促使有机物氧化分解的技术。
近年来，利用电催化技术处理难生化有机废水的方法逐渐引起关注。
电催化性能的变化本质上不是电位、电流等外部条件引起的，而是电极材料本身的影响。
对难降解有机污染物的电化学降解问题，重要的是电极材料的设计与制备。
不同的电极材料，对应着不同的转化结果和转化机制。
在废水的电解处理当中，很大限度地提高电解反应速度，增大单位电解槽的反应量一直是人们所努力的目标。
当反应物浓度低、电极反应速度慢时，就更加迫切需要更为高效的电解槽。
扩大电极表面积是增加电解反应速度，提高电解效率的一种有效的方法。
电解多相催化氧化以多类型金属为阳极，在直流电的作用下，阳极被溶蚀，产生金属离子，再经过一系列水解、聚合及亚铁的氧化过程，发展成为各种羟基络合物、多核羟基络合物以至氢氧化物，使废水中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀而分离。
3、电解多相催化氧化技术优势：（1）反应过程中无需投加任何化学试剂，不产生污泥和二次污染，属于“绿色环保工艺”。
难降解有机污染物的处理与控制技术
难降解有机污染物的处理与控制技术环境问题一直担忧着我们的生存，而其中之一的难点则是如何处理那些难降解有机污染物。
难以降解的有机污染物主要包括：氯化有机物、芳香族烃、多环芳香族烃、有机溶剂、农药等。
这些难降解有机污染物在自然界中的降解速率非常缓慢，因此往往会长时间地影响到环境水质和土壤质量，直接不可避免地危害到生态系统。
在这篇文章里，我们将讨论各种处理这些难降解有机污染物的方式与技术，比较其优劣和适用范围，以便更好地控制和治理污染。
1. 生物处理生物处理是一种通过利用微生物将有机污染物转化为无害成分的方法。
目前常用的处理方式分为两类：生物悬浮和生物附着。
生物悬浮主要指的是利用微生物降解溶解的有机物，如高浓度的有机污染物和难降解的有机污染物。
而生物附着的主要方法是将微生物固定在某些载体上，然后让它们附着在进水水流或污水处理池内的污染物上，以此达到去除污染物的目的。
生物处理技术具有针对性较强、安全环保、效果明显、残留产物较少等特点，是重要的一种处理难降解有机污染物的方法。
2. 活性炭吸附活性炭的吸附性能强，可以高效地吸附有机污染物，而且可重复使用，清洗容易。
目前，活性炭应用在污水处理和空气净化领域已有很长的历史，比如植物污水处理、医院污水处理、工业废水处理等。
但是，活性炭去除有机物的过程中，也会留下其他的污染物或化学物质，因此需要后续处理。
3. 膜分离技术膜分离技术主要分为逆渗透、超滤、纳滤和微滤。
逆渗透是将污水压力加到半透膜膜上，将水分子压力挤出，同时过滤有机污染物，从而取得高水质效果。
超滤则是经过一个小孔径的过滤器，将分子尺寸较大的有机分子分离出来。
然而受膜孔径的限制，膜分离技术对难降解的有机污染物的去除率较低。
同时，密封性也是其亟待解决的问题，因为往往一个缺陷就会导致膜的失效。
4. 化学氧化技术化学氧化技术是一种高级氧化技术，可将难降解的有机污染物迅速氧化为无害的物质。
在直接氧化技术中，决定有机污染物被氧化的机理是该环境中出现的活性自由基的浓度，而其中过氧化氢（H2O2）作为一种重要的活性自由基生成剂使用较多。
高浓度难降解有机废水低压湿式催化氧化处理
1997年9月ENVIRONMENT AL SCIENCESep.,1997高浓度难降解有机废水低压湿式催化氧化处理* 杨润昌 周书天 (湘潭大学环境工程系,湖南湘潭 411105) (湘潭大学化学工程系,湖南湘潭 411105)摘要 在湿式空气氧化法和Fen ton 试剂的基础上,研究了一种新的低压湿式催化氧化法.该法与湿式空气氧化法相比,压力为0.1-0.6M Pa ,而后者压力为3.5-10M Pa ;温度小于180℃;与Fenton 法相比,当H 2O 2 COD (重量比)小于1.2时,对COD 大于14000mg /L 的含酚废水,COD 去除率提高20%以上,试验证实硫酸在加温、加压(0.1-0.6M Pa,104-165℃)条件下对Fenton 试剂除COD 具有协同作用.用该法还进行了部分染料和农药废水处理研究.关键词 湿式氧化,Fen ton 试剂,催化氧化,有机废水,废水处理.* 湖南省教委科技攻关项目收稿日期:1997-02-26 由美国Zim pro 公司开发的湿式空气氧化法(W et air ox idation )已成功地用于城市污水污泥、造纸黑液、石油化工等高浓度有毒有害废水的处理,它一般需高压和较高温度的条件,投资费用高.自60年代Eisenhauer 研究使用Fen-to n 试剂处理苯酚废水和烷基苯废水之后,Fen-to n 试剂在工业废水处理中的应用研究受到国内外的普遍重视,它特别适用于难生物降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水处理,该方法的最大问题是处理成本过高,目前还难以推广[1,2].本研究在上述2种方法基础上探讨一种能有效处理高浓度难降解有机废水的新方法——低压湿式催化氧化法(Low pressure w et catalytic ox i-dation,简称LPWCO ),该法主要是利用硫酸和Fento n 试剂的协同作用,使废水中有机物在较低的温度和压力下进行湿式催化氧化、炭化处理,以推进湿式氧化法的工业进程.1 实验方法及分析1.1 主要设备仪器和原料成分分析自制不锈钢低压反应釜(<1.6M Pa),含酚废水用化学纯苯酚配制,98%硫酸、硫酸亚铁和双氧水(30%)均为化学纯.水样中苯酚采用4-氨基胺替比林比色法和LC-6A 高效液相色谱仪(日本)分析,COD 用重铬酸钾法分析,铁用WYX 401原子吸收分光光度计测定.1.2 实验方法先用高浓度苯酚进行实验,然后再用高浓度染料、农药水样进行实验.实验中将一定浓度苯酚、硫酸、硫酸亚铁和过氧化氢加入反应釜中,再用蒸馏水定容,反应液为釜容积的1/2-1/3(保证液相反应),密封反应釜,加热升温升压,反应后,降温冷却取样分析.2 含酚废水处理结果与讨论2.1 过氧化氢浓度的影响取一定量的含酚水样(酚6000m g/L,COD =14350mg /L),加入硫酸(控制H 2SO 4浓度为0.939m ol /L ,即9.2%)、FeSO 4 7H 2O (使水样中铁离子量达1.21×10-3mol )、不同量的H 2O 2.反应在0.6MPa (表压)165℃下恒温恒压反应1h ,反应后取样分析,结果如图1所示. 由图1可见,就去除苯酚而言,LPWCO 法与Fenton 法一般都在85%以上,但对去除COD 而言,在H 2O 2 COD 为0.2-1.4范围内,LPWCO法比Fenton 法的效果要高20%-40%,反应后水样由白色变为棕黄色,水样中出现黑褐色沉淀,此沉淀一部分沉入水底,一部分浮于水面,随着H 2O 2 COD 的比值增大,浮于水面的黑褐色图1 H2O2投量与COD、苯酚去除率关系1.LPW CO法酚去除率2.Fenton法酚去除率3.LPW CO法COD去除率4.Fenton法COD去除率悬浮物逐渐增多;在H2O2 COD比值大于1.4后,Fento n法对COD的去除率随H2O2投量的增加而增大较多,而LPWCO法则增加不多,最后2条曲线趋于接近.Devlin[3]等人研究了水中苯酚的化学氧化机理,可粗略地描述为:苯酚-苯醌-马来酸-乙醛酸、乙二酸、丙二酸-丙酸、乙酸、甲酸-CO2+ H2O,浓硫酸对纤维素、糖、脂肪碳水化合物有很强的脱水能力,造纸黑液中的主要污染物是木质素,木质素是以芳香结构为主体含有酚羟基的大分子化合物,在加压加温(0.1-0.6MPa,104-165℃)条件下稀硫酸(5%-10%)能使其脱氢(脱水)、聚合(缩合)、炭化[4].活性污泥的组分以脂肪结构为主,也具有一定的芳香结构,在同等的温度压力条件下,稀硫酸(5%-10%)也能使其脱氢、聚合、炭化.同样,在此条件下稀硫酸也能使水中的苯酚、苯醌类有机物脱氢、聚合、炭化.LPWCO法处理含苯酚水时,在H2O2 COD值较低(0.2-0.8)阶段,Fenton试剂与硫酸的共同作用,使苯酚、苯醌等较大分子有机物脱氢聚合炭化,成为大颗粒从水中沉淀出来,使COD降低.所以与Fenton相比,LPWCO法对COD的去除率提高很多,达40%左右.在H2O2 COD值较高时(0.8-2.0),由于前期Fenton 试剂与硫酸共同作用,水中绝大部分苯酚、苯醌类大分子有机物已除去,剩下的有机物大部分是小分子的甲酸、乙酸等,由它们构成的COD只能靠Fenton试剂中的羟基自由基的氧化分解作用才能除去.所以,在H2O2:COD比值较高阶段LPWCO法与Fenton试剂法的效果趋于接近,仅相差20%左右.图1中a点为往含酚废水中投加H2O2+ Fe2++H2SO4时的COD去除率;b点为只投加H2O2+Fe2+时的COD去除率.由此比较看出硫酸与Fenton试剂的协同效应.2.2 Fe2+浓度的影响试验条件基本同2.1.固定水样H2O2浓度为0.491m ol/L,H2O2 COD为1.15,只改变Fe2+的浓度,结果见图2.图2 Fe2+浓度与COD、苯酚去除率关系1.酚去除率2.C OD去除率由图2可见,在LPWCO中Fe2+浓度对酚去除率影响不大,H2O2本身就是强氧化剂,在加温加压和H2SO4存在的条件下,其氧化能力本身就很强,很容易破坏苯酚的羟基,即使不加Fe2+,酚的去除率也高达98%,而Fe2+浓度对COD去除率影响较大,未加Fe2+时,双氧水及硫酸的协同作用使COD去除率达70%左右,随着Fe2+浓度增高至0.6×10-3时,COD去除率增高20%,以后Fe2+增高对COD去除率影响不大,这表明在此条件下Fe2+起到了催化作用,它使过氧化氢催化分解成羟基自由基( OH),羟基自由基具有比双氧水高得多的氧化电极电位.Fe2++H2O→Fe3+HO +HO-HO +H++e→H2O (标准电极电位2.80V)H2O2+2H++2e→H2O (标准电极电位72环 境 科 学18卷1.77V)所以,Fenton 试剂中的H 2O 2比单独的H 2O 2氧化能力更强,对COD 去除率更高.水中Fe 2+浓度增高有利于Fe 2+与H 2O 2的分子碰撞,发生催化分解,但Fe 2+达到一定浓度后,这种作用影响就不大了.反应前后水样中铁离子用原子吸收分光光度计进行定量分析,结果表明铁离子的总量未发生变化,同时对水样中黑褐色的沉淀物进行定性分析,也未发现含铁,再次证明在LPWCO 法中Fe 2+起的是催化作用.2.3 硫酸投量的影响试验条件基本同上,铁离子浓度固定为0.604×10-3mo l /L ,投入不同量硫酸,进行LPWCO 试验,结果见图3.图3 H 2S O 4浓度与COD 、苯酚去除率关系1.酚去除率2.COD 去除率 由图3可见,未投加硫酸时,同样的加温加压条件,Fenton 试剂对COD 的去除率为64.4%(常温时为56%),投加硫酸后,由于硫酸的脱氢、聚合和炭化作用,其COD 去除率随硫酸投量的增加而增大,但硫酸的脱氢、聚合和炭化作用对大分子的碳氢化合物(如芳烃)有效,而对小分子的甲酸、乙酸则不起作用,故硫酸投量增大到一定量后,由于H 2O 2 COD 值固定,COD 去除率不再增高.对试验反应前后水样中的SO 2-4用钡盐法分析,SO2-4总量也未发生变化,结果表明H 2SO 4在此起的也是催化作用.2.4 温度压力的影响取一定量不同浓度含酚水样,固定硫酸浓度为0.563m ol/L,Fe 2+浓度为0.604×10-3mol/L,H 2O 2浓度为0.491m ol/L,在不同温度压力下恒温恒压反应1h ,冷却后取样分析,结果如图4. 由图4可见,反应压力(温度)对COD 去除率影响不显著,这说明在此条件范围内压力(温度)不是LPWCO 法的决定因素,决定因素仍然是H 2O 2 COD 的比值.用图4中压力为0.6MPa 所对应的1、2、3、4条曲线中COD 去除率与图1中曲线3对应点比较,两者基本吻合,相差不大,再次说明在一定的压力(温度)、硫酸浓度、铁离子浓度、反应时间条件下,影响COD 去除率的主要因素是H 2O 2 COD 的比值大小.图4 压力(温度)与C OD 去除率的关系1.COD=14350mg /L H 2O 2 COD=1.16H 2SO 4 COD=3.432.COD=35870mg /L H 2O 2 COD=0.481H 2SO 4 COD=1.533.COD=71750mg /L H 2O 2 COD=0.232H 2SO 4 COD=0.764.COD=107600m g/L H 2O 2 COD=0.155H 2SO 4 COD=0.513 染料、农药等废水试验配制各种浓度的染料、农药等难降解的高浓度废水,按2.4条件(固定反应压力0.6M Pa ,164℃)进行试验,结果见表1.表1 LPWCO 法处理染料、农药等废水试验结果水样浓度/g L -1反应前COD /mg L -1反应后COD /m g L -1COD 去除率/%活性艳红 5.03450720.679.1亚甲基兰 5.0515*******.4十二烷基硫酸纳10.021*********.0甲胺磷11.0941*******.6间苯三酚7.5116590111293.3 试验结果表明,LPWCO 法处理高浓度难降解有机废水的效果很好,适用的污染物种类735期 环 境 科 学 也较多.4 结束语LPWCO 的作用原理可初步看作是基于加温加压下硫酸与Fento n 试剂的协同催化作用,适于高浓度难降解有机废水处理,特别适用于农药、染料、石油化工生产中含硫酸的高浓度有机废水处理.LPWCO 法处理高浓度难降解有机废水的适宜条件为:H 2O 2 COD (重量比)=0.2-1.0,Fe 2+=0.6×10-3mo l /L 左右,H 2SO 4=0.5mol /L 左右,废水COD >1×104mg /L ,操作压力0.1-0.6M Pa,温度104-165℃.与Fenton 试剂法相比,本法在H 2O 2 COD =0.2-0.8范围内COD 去除率提高40%左右,故将该法作高浓度难降解有机废水的预处理,然后再进行生化处理,将是一种有效实用的处理工艺.该工艺避免了Fento n 法H 2O 2消耗过高的问题,废水中剩下的COD 主要是小分子易降解有机物(如甲酸、乙酸、丙酸等),可用廉价的生化法进行处理.与湿式氧化法(WAO )相比,本法虽然消耗了一些H 2O 2,但操作压力仅为WAO 法的1/10,设备投资费大大降低,操作条件较易达到,易于实现工业化.参考文献1 温东辉,祝万鹏.高浓度难降解有机废水的催化氧化技术发展,环境科学,1994,15(5):882 王永仪,杨志华等.废水湿式催化氧化处理研究进展,环境科学进展,1995,3(2):353 Devlin H R,Harris I I.M echanism of th e Oxidation ofAqueous Phenol w ith Diss olved Oxygen,Ind,Eng.C hem.Fun dam .1984,23(4):387-3924 Yang Runchang ,Zhou Shu tian .Hyd raulic and Carb on iain gAction s of Sulfuric Acid to Straw Pulp and Paper Black Liqu or.Journal of Environmental Scien ces ,1995,7(1):101-1065 杨润昌,周书天.石油炼厂污水污泥硫酸催化炭化研究.环境科学,1996,17(4):54-566 Fraser J A L.Hydrogen Peroxide in M unicip al,Landfilland Indu strial Efluent T reatmen t.Efluent W ater T reat.,1984,24(5):184-188(上接第70页)图8 制酸尾气中SO 2浓度波动对S O 2吸收效率的影响固液比:1/10,液气比:0.6L/Nm 3表2 产品质量比较项 目M nS O 4 H 2O/%Fe%pH 国标二级1)≥95≤0.0085-7本产品2)94.581.786 1)GB1622-86标准 2)按GB1622-86检验标,Fe 超标,这主要是因为产品制取过程未设置氧化除铁所致.若设置专门工序除铁,用软锰矿(MnO 2)氧化母液中Fe 2+为Fe 3+后再中和及静置沉淀,然后将母液过滤浓缩,产品质量可望达到国家二级标准.3 结论(1)软锰矿经还原再吸收SO 2生产M nSO 4 H 2O 具有SO 2吸收效率高、Mn 利用率高及产品M nSO 4 H 2O 含量高等特点,用于处理低浓度SO 2是完全可行的.(2)所采用的软锰矿,在最佳操作条件下,还原效率可以保证大于94%.用筛板塔吸收SO 2能保证反应充分、迅速.产品制取不需复杂工艺.因此,该法具有工艺简单、操作控制方便、便于推广应用等优点.参 考 文 献1 津罗克诺普.从工业气体中回收S O 2.北京:化学工业出版社,1966:962 天津化工研究院.无机盐工业手册.北京:化学工业出版社,1982:1853 宁平等.无机盐工业,1991,2:414 南化公司研究院.低浓度SO 2烟气脱硫.上海:上海科学技术出版社,1981:505 Hus s A .J .Ph ys .Chem .,1982,86:422474环 境 科 学18卷Groundwater Pollution near Waste Ash Ponds of C oal-fired Power Plant——A Case Study for F-Pollution in Paoche Ash Ponds of Xu-tang Power Plant,Jiangsu Province.LiLi,Hai Huang(Dept.of Earth Sciences,Nanjing Uni-versity,N anjing210093),Fahua Zhu(Nan-jing Environmental Protection Research Insti-tute fo r Electric Pow er,Nanjing210031): Chin.J.E nviron.Sci.,18(5),1997,pp.59—61 A2-dimensional pollutant transport m odel fo r gr oundw ater po llution in the aquifer near ash po nds of Xutang Co al-fired Po wer Plant w as established in this paper,and selecting F-as the simulating factor,the variations o f g round-w ater hydr aulic heads and F-concentration w er e simulated.At last,the polluted area and po llution,deg ree o f F-w er e predicted by the model.According to the sim ulating results,the model is reasonable,reliable and practicable.It pr ovides a scientific method to predict the po l-luted area and pollutio n deg ree caused by the w aste ash ponds.Key words:gro undw ater po llution,po llutant transpo rt model,numerical simulation,pollu-tio n predictio n,co al-fired po wer plant.A Study of Pulsed Corona Discharges for Methlene Chloride Destruction.Zheng Lei and Jiang Xuanzhen(Dept.of Chem istry,Zhejiang University,Hang zhou,310027):Chin.J.Env i-ron.Sci.,18(5),1997,pp.62—64in this paper,High voltage pulsed coro na Dis-charges has been used fo r destr uction of meth-lene chloride with concentration o f42.8 mol/ L in air.Both positive and neg ative pulse gen-er ator s w ere tested and fo und that the po sitive one can give much higher destruction efficien-cy than that o n the nagetive one.T he value of capacitors for pulse form ation(C p)and the material of electrodes also influence the de-struction efficiency.A packed bed coro na r eac-to r w ith2—3mm spherical BaTiO3pellets as a catalyst w as used in this ex periments.En-hancement of CH2Cl2destruction and the con-version of90%w ere demo nstrated.It may be attributed to the partial co rona discharg e in-duced by the contacted po ints between BaT iO3 pellets,and then the density of cor ona w as en-chanced.T he cor ona and cataly st combined technology gives a better destruction efficiency co mpar ed w ith that w ithout BaT iO3cataly st. Key words:pulse corona discharge,destr uc-tio n,CH2Cl2,BaT iO3.Comparison of Effect for Removing Mutagens and Inoganic Ions in Tap Watar by Revese Os-mosis and Nanofiltration.Li Lingzhi(Dept.of Chem.,Pingding shan T eachers Colleg e, Henan,467002),Zho u Rong and Wang Zhan-sheng(Dept.of Enviro n.Eng.,T singhua Uni.,Beijing100084):Chin.J.Environ.S ci., 18(5),1997,pp.65—67In order to g et superior drinking w ater,tap w ater w as treated respectiv ely by rev erse os-mosis(RO)and nanofiltration(NF)in the laboratory.T he removal effects of mutag ens and io ns by Ro and NF w ere compared.The Ames test results show ed that both RO and NF could conv er t m utagenicity fro m positive to negative,w hile the ions removal effects of the RO and N F membr anes are different,the remov al rate of one-valence positive ions (Na+,K+)by NF is tenpercent lo wer than that by RO,the remo val rate of tw o valence positive io ns(Ca2+,M g2+)is a little low er than that by RO.M ore ions w hich are benefi-cial to human health pass through nanofiltra-tio n mom brane into drinking w ater.Key words:reverse o sm osis,nanofiltr ation,ad-vanced w ater,m utagens,ino ganic ions,Ames test.Study on Wet Desulphurization with Pyrolusite to Produce MnSO4 H2O in Smelting Plant. Ning Ping,Sun Peishi et al.(Dept.of Envi-ron.and Chem.Eng.,Kunming U niversity of Science and Technolog y,Kunm ing 650093):Chin.J.Env iron.Sci.,18(5),1997, pp.68—70An additional experim ent,in w hich reduced pyrolusite(m ade in laboratory)is used as ab-sor ption ag ent in wet desulphurizatio n to pro-duce M nSO4 H2O,has been do ne in a foam tow er at a smelting plant.Optimum conditions for both reduction of py rolusite and absor ption of SO2are obtained and pure of95%M nSO4 H2O has been produced by primary crystalliza-tio n of the absorption mother liquor.Key words:sufur diox ide,reduced pyr olusite, w et desulphur ization,sm elting g as,fo am tow-er.Study on the Low Pressure Wet Catalytic Oxi-dation Treatment of High Concentration and Refractory Organic Wastewater.Yang Run-chang,Zho u shutian(Dept.o f Enviro n. Eng.,Dept.o f chem.Eng.Xiangtan Univer-sity.Xiangtan411105):Chin.J.E nvir on. Sci.,18(5),1997,pp.71—74Based on catalytic w et air ox idation and Fen-ton r eag ent,a new w et catalytic ox idation (LPWCO)metho d,w hich requires lo w pr es-sure fo r the treatment of high concentration and refr actory o rganic w astew ater w as stud-ied.T he metho d compared w ith g ener al catalytic w et air ox idation,the pressure of the treatm ent is0.1-0.6MPa,and the latter is 3.5-10M Pa.In addition,its temperature isN O95 .5HU A NJIN G K EXU E no m ore than180℃.T he remov al o f COD by the treatment is ov er tw enty percents mo re than Fento n's,w hile,H2O2 COD(w eight ratio)less than one point tw o at the condition of pheno l influent content mo re than 14000mg/L of COD.The existence of syner-gistic effect for COD remov al in H2SO4+Fen-to n system under the co ndition of added pres-sure and heating(0.1-0.6M Pa,104-165℃) w as verified.It was carried o ut that five kinds of dy e and pesticide wastew ater w as treated using the method.Key words:w et ox iditio n,Fenton reagent, catalytic ox idatio n,o rganic w astew ater, w astewater treatment.Study on the Detoxication Effect of Chromate Sludge by Red Brick Method with Shale Rock-Clunch.Yang Guang et al.(Research Center of Resour ces Co mpr ehesive U tilization Eng., Cho ng qing University630044):Chin.J.Env i-ron.Sci.,18(5),1997,pp.75—77The chrom ate sludg e brick was m ade using shale rock,chrom ate sludg e and clunch as main materials.When directions for producing materials are20%of chromate sludge and 10%o f clunch.T he deter mination o f w ho le brick pow der show ed that detox icatio n of Cr (Ⅵ)is thoro ug h and stable;and determina tion of brick surface lay er po w ter show ed that the leaching co ncentratio n of w ater soluble Cr (Ⅵ)is1.16mg/L.through five y ears follow-ing trail of tests under the free air and sun co nditions Cr(Ⅵ)concentration can still achiev e the standard of GB5086-85.The detox icatio n effect is mainly influenced by kiln tem perature,acid-alkali property o f the sys-tem,coal content and aux iliary.Key words:chrom ate sludg e,br ick m anufac-ture,red brick m ethod,shale ro ck,clunch, detox icatio n.Spectrophotometric Method for the Simultane-ous Determination of Phenols and Aromatic Amines in Sewage with Extraction-Reextrac-tion.Li M eiro ng,Yuan Cunguang et al.(Dept. of Chem.Eng.,Univ er sity of Petro leum, Shando ng,257062):Chin.J.E nviron.Sci.,18 (5),1997,pp.78—80This paper deals w ith a m ethod of simultane-ous determination of phenols and arom atic amines w hich extracted by ether,then reex-tr acted by10%NaOH and10%HCl respec-tiv ely.T he sensitivity is improved hig hly,and many kinds of interferences is remov ed effi-ciently.Phenols of0.03-6.0m g/L and aro-matic am ines o f0.008-0.5mg/L can be de-term ined.Key words:phenols,aromatic am ines,extrac-tio n-reextraction,double-w aveleng th,spec-trophoto metry,ether.The Application of Artif icial Neural Network in Chinese Environmental Forecast.Wang Ying and Sang Dayong(Dept.of Aeronautial M anagement Eng ineering,T he Air Force In-stitute o f Eng ineering,Xian710038),Sun Liny an(Scho ol o f Management,Xian Jiao-tong University,Xian710049):Chin.J.Env i-ron.S ci.,18(5),1997,pp.81—83According to suitability of models for environ-met forecast,a mutiple layer perceptron envi-ronment forecast model w as built using artifi-cial neur al netw ork as a new for ecast method, w ith which the environment indices of2000 w er e forecasted based on enviro nm ental data and economic data in12y ears(1981-1992). Future strategies w ere also analy zed on the basis of forecasted data.Key words:environment fo recast,artificial neural netw or k,mutiple layer per ceptron envi-ronment fo recast m odel.Data Acquisition for Inventory Analysis in LCA.Xi Deli,Peng Xiaoyan(Dept.of Envi-ron.Eng.,Tsinghua U niversity,Beijing 100084):Chin.J.Env iron.Sci.,18(5),1997, pp.84—87T he LCA inventor y analy sis is an im por tant stag e in LCA after its scope and go al are de-fined.Acco rding to the real situation in China, a set o f m ethods of data acquisition for life cy-cle inventory analysis w ere developed in this paper.It also g av e co ncrete procedures for ob-taining the social data of pr oducts thr oug h pollution coefficients of industrial departments and for gathering and checking data fr om en-terprises by using pr oduction m ass schem e re-spectively.Key words:life cy cle assessment,inventory analy sis,data acquisition.Viewpoint on the Air Resources.Ning Datong, Yuan Jun et al.(lnstitute of Enviro n.Sci., Beijing N ormal University,Beijing100875), Chin.J.E nvir on.Sci.,18(5),1997,pp.88—90 lt is proved that air r esource is one of the most valuable natur al resources by means of analyz-ing and ex pounding.Fr om the standpoint of atmospheric environmental carrying capacity for pollutants,the am bient air quality is divid-ed into tw o parts of“quidditative”and“heter-rog eo us”,and its method of assessment is ap-pro ached.On the basis of analy zing the air reso urce's value,a preliminar y solution in measuring its value is also g iven in this paper. Further more,the effective w ays for air re-sources protection are studied.Key words:air reso urces,value,quality assess-ment,atmo spheric enviro nm ental car rying ca-pacity for pollutants.96 HU A N JIN G KEX U E V ol.18。
《2024年高级氧化法处理难降解有机废水的研究》范文
《高级氧化法处理难降解有机废水的研究》篇一摘要：本文系统研究了高级氧化法在处理难降解有机废水中的应用。
通过分析不同高级氧化技术的原理、特点及处理效果，探讨了其在工业废水处理中的潜在优势与挑战。
本文旨在为相关领域的研究者与实践者提供理论支持和实践指导。
一、引言随着工业的快速发展，难降解有机废水的处理成为了环境保护领域的重点与难点。
这些废水通常含有有毒有害物质，直接排放将严重污染水体环境。
传统的处理方法往往难以完全降解这些有机物，而高级氧化法则是一种新兴的处理技术，能够有效地解决这一问题。
二、高级氧化法概述高级氧化法是指利用物理、化学或生物方法产生具有强氧化能力的物质（如羟基自由基等），使有机物在短时间内迅速氧化分解为低分子量化合物或完全矿化为二氧化碳和水的方法。
其特点包括反应速度快、处理效率高、无二次污染等。
三、常见的高级氧化法及其原理1. 湿式氧化法：在高温高压条件下，利用氧气或空气作为氧化剂，将有机物直接氧化为二氧化碳和水。
2. 光催化氧化法：利用光催化剂（如二氧化钛）在光照条件下产生羟基自由基等强氧化剂，进而将有机物氧化分解。
3. 电化学氧化法：通过电解水产生强氧化性的活性氯等物质，将有机物进行电化学氧化。
4. 声波空化法：利用声波产生的空化效应，使水分子在瞬间产生高温高压环境，从而引发有机物的热解和氧化。
四、高级氧化法处理难降解有机废水的实验研究本部分详细描述了采用高级氧化法处理难降解有机废水的实验过程及结果分析。
通过对不同工艺参数（如温度、pH值、反应时间等）的调整，研究各工艺条件对处理效果的影响。
同时，采用现代分析手段（如紫外-可见光谱、高效液相色谱等）对处理前后的水质进行对比分析，验证了高级氧化法的有效性。
五、处理效果与评价实验结果表明，高级氧化法在处理难降解有机废水方面具有显著优势。
其处理效果受多种因素影响，如废水的初始浓度、pH 值、温度等。
通过优化工艺参数，可以显著提高处理效率，降低处理成本。
高效生物反应器(ABR)深度处理难降解有机废水
中国石油化工股份有限公司天津分公司污水外排原执行国家标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级B 限值,重点污染物COD ≤60mg/L 。
为了响应天津市政府建设美丽天津的号召,中石化天津分公司将对已有废水处理设施进行深度处理改造以满足更严格的排放标准要求,即外排污水主要指标要达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅴ类标准,其中重点污染物指标COD ≤40mg/L 。
此外,天津市地方标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》A 级限值COD ≤30mg/L ,因此中石化天津分公司计划按最严标准(COD ≤30mg/L )来建设外排污水深度治理提标改造工程。
根据文献〔1-7〕报道,难降解有机废水深度处理需要采用高级氧化法(包括臭氧催化氧化、Fenton 试剂氧化、电子束氧化、电化学氧化、臭氧双氧水氧化、微电解法和超临界水氧化法)、混凝沉淀、活性炭或大孔树脂吸附和生物处理(包括膜生物反应器、曝气生物滤池)等相结合的措施或采用特种生物处理措施。
目前石化行业外排含盐污水常规生化处理出水COD 的极限一般在50~60mg/L 左右,而COD 稳定低于30mg/L 的运行案例尚不多。
本工程先经过了近一年的现场中试试验筛选,比较了臭氧-曝气生物滤池、臭氧-活性炭、臭氧-MBBR 、活性炭吸附和高效生物反应器(ABR )5种工艺,综合测试结果表明,ABR 可以实现在最低的运行成本下稳定满足深度处理达标要求,并最终选择ABR 应用于中石化天津分公司综合废水深度处理工程。
1ABR 的工作机理ABR 是专门针对低负荷且难生物降解(BOD 5/COD<0.2)废水深度处理的一种上向流好氧高效生物反应器专利技术〔3〕,ABR 的工作原理见图1。
图1ABR 的工作原理由图1可知,其池型结构与上向流好氧生物滤池相同,采用气水同向上向流的运行方式,水流自下而上通过ABR 载体,但空床停留时间是传统上向流好氧生物滤池的1~2倍,典型处理对象为生化处理系统出水、纳滤或反渗透或电渗析浓盐水、冷却塔排污水、树脂酸碱再生中和废水等。
工业含油废水处理方案
工业含油废水处理方案一、引言随着工业化的发展，工业废水的排放成为一个不容忽视的环境问题。
工业废水中的含油物质是其中的一个重要组成部分，对水环境造成很大的污染。
因此，开发高效的工业含油废水处理方案具有重要的意义。
二、工业含油废水的特点1.高浓度：工业含油废水中含油物质的浓度一般较高，通常超过1000mg/L。
2.难降解：工业废水中有机物质多种多样，其中一些有机物质对传统的生物降解方法不敏感，难以降解。
3.多种污染物：工业废水不仅含有含油物质，还可能含有重金属离子、有机溶剂、杂质等污染物，综合处理难度较大。
三、工业含油废水处理方案为了高效地处理工业含油废水，可以采用以下方案：1.物理处理物理处理是最基本的处理方法之一，其主要使用物理手段去除废水中的含油物质。
常用的物理处理方法包括沉降、浮选和过滤等。
（1）沉降：根据含油物质与水的比重差异，通过静置或加入化学药剂使含油物质沉降。
但沉降速度较慢，适用于低浓度含油废水。
（2）浮选：通过注入气泡或化学药剂，在废水中形成气泡或胶体作用，使含油物质浮起。
适用于高浓度含油废水。
（3）过滤：通过过滤介质（如沙滤、活性炭），使含油物质通过滤料层被截留下来。
适用于细小颗粒的含油废水。
2.化学处理化学处理主要是通过添加化学药剂使废水中的污染物发生化学反应，从而达到去除的目的。
典型的化学处理方法包括凝固沉淀、氧化、还原等。
（1）凝固沉淀：添加凝集剂使废水中的悬浮物形成疏松胶体，然后通过沉淀或过滤去除。
常用的凝固沉淀剂包括铁盐和铝盐。
（2）氧化：通过氧化药剂（如过氧化氢、高锰酸钾）氧化废水中的有机物，使其转变为水和二氧化碳。
适用于难降解的有机物。
（3）还原：通过还原剂将废水中的重金属离子还原成金属，使其降低毒性，便于后续处理。
常用的还原剂包括亚硫酸盐和亚硝酸盐等。
3.生物处理生物处理是一种利用活性微生物降解废水中的有机物质的方法。
常用的生物处理方法包括活性污泥法、膜生物反应器等。
高浓度有机废水处理技术
高浓度有机废水处理技术随着全球工业化进程加快，水环境受到有机污染已成为全球性环保议题之一。
有机污染物主要来自大规模高浓度有机废水的排放，主要来自焦化、制药、造纸、印染、石化以及食品加工等领域。
高浓度有机废水主要是指COD和BOD5达到或超过几千甚至几万毫克每升的废水。
该类废水直接排放会对水环境造成严重破坏，可危害人体健康，引起急慢性中毒和致畸、致癌等远期危害。
在淡水资源和能源日益短缺的今天，探索高浓度有机废水处理以及资源化利用技术已成为最热门的环保议题之一。
1、高浓度有机废水处理难点和现状高浓度有机废水难于处理的原因是由其特性决定的，该类废水主要有几种特点：有机物浓度较高;含较多生物难降解物质;含盐量较高;废水出水水质不稳定等。
目前，处理高浓度有机废水，大多采用传统的生物处理法。
该类方法本身存在较大问题，以广泛应用的AA/O法为例，根据实际运行状况，存在反应池容积较大、能耗较高、污泥回流量大、脱氮效果有限等缺点。
因此，本文主要介绍了包括传统的生物法和物理化学法的创新和改进，新型的膜分离法以及以上方法的组合工艺。
2、高浓度有机废水处理技术传统生物处理法存在缺陷，本文主要介绍改进的生物法和物理化学法，重点介绍了膜分离法的应用。
各方法优缺点并存，在实际工程运作中，需要仔细分析废水水质，合理选择和设计技术方案。
2.1 生物法生物法技术成熟，处理效果稳定，主要分为利用好氧微生物的好氧处理法与利用厌氧微生物的厌氧处理法。
微生物在酶的催化作用下，以高浓度有机废水中大量有机以及少量无机物质为新陈代谢的底物，净化了水质同时合成了自身。
目前，研究热点主要集中于新型生物处理工艺的开发以及传统生物法与其他处理技术的组合应用。
好氧生物处理工艺的开发应用起步较早，经过一百多年的发展和改进，广泛应用于各高浓度有机废水处理领域。
单一好氧工艺处理效果有限，与其它工艺组合使用是其发展趋势。
Marcelino等采用好氧生物降解和臭氧氧化相结合的工艺，针对某药企高浓度制药废水进行处理研究，结果表明：废水中COD去除率达到98%，超过99%的抗生素得到去除。
难降解有机污染物的处理新方法
难降解有机污染物的处理新方法有机污染物是指含有碳元素的化合物，这些化合物通常来源于工业废水、农业化肥和日常生活污水等。
当前，全球各地面临着日益严重的水污染和土壤污染问题，其中难降解有机污染物由于其结构复杂、稳定性强、降解周期长而引起了广泛关注。
而如何有效处理这些污染物，已成为环境科学研究的重要课题。
本文将探讨几种难降解有机污染物的处理新方法，以期为相关领域提供参考。
一、难降解有机污染物的特征难降解有机污染物通常具有以下几个特征：分子结构复杂：许多污染物包含多个芳香环或特定的功能团，使其难以被微生物降解。
抗环境作用强：这类化合物对温度、pH和氧气浓度等环境条件具有较强的耐受力。
毒性及致癌性：某些有机污染物如多环芳烃（PAHs）、持久性有机污染物（POPs）等，具有较高的生物毒性及致癌性，危害人类及生态环境。
因此，研究有效的处理技术，对于保护生态环境与人类健康至关重要。
二、传统处理方法局限性在处理难降解有机污染物方面，传统技术如物理法（吸附）、化学法（氧化还原反应）和生物法（需氧/厌氧处理等）虽然能够在一定程度上降低这些物质的浓度，但也存在明显的局限性：物理法：一般适用于较低浓度与可吸附的污染物，对于高浓度及亲水性较强的化合物效果不佳。
化学法：虽然能迅速有效地降低某些成分，但成本高且产生二次污染风险。
生物法：对难降解有机污染物降解效率低，且受微生物种类及环境因素影响较大，使用范围受到限制。
目前，环境科学家们逐步将目光转向一些新兴技术来应对这一问题。
三、新兴处理方法（一）高级氧化技术高级氧化技术（AOPs）是一种通过产生高活性的自由基来降解有机污染物的方法。
常见的高级氧化方式包括Fenton反应、臭氧氧化和紫外光照射等。
这类技术具有以下优势：快速降解：能够在短时间内显著降低水中有机污染素浓度。
广谱适应性：对多种类型的有机污染物均有较好去除效果，包括苯类、酚类等难降解化合物。
灵活操作：可以结合多种反应介质，改善系统稳定性与处理效率。