废水处理之化学氧化处理技术三


化学处理,即通过化学反应改变污水中污染物的化学性质或物理性质,使它从溶解、胶体或悬浮状态转变为沉淀或漂浮状态,或从固态转变为气态,进而从水中除去的污水处理方法。污水化学处理法可分为: 污水中和处理法、污水混凝处理法、污水化学沉淀处理法、污水氧化处理法、污水萃取处理法等。有时为了有效地处理含有多种不同性质污染物的污水,可以将上述两种以上处理法组合起来。如处理小流量和低浓度的含酚废水,就把化学混凝处理法(除悬浮物等) 和化学氧化处理法《除酚) 组合起来。

1.新型高效化学试剂的发展

近年来,世界新型无机化学混凝剂如聚合铝、聚合铁和复合型无机混凝剂的开发成功,以及新型有机高分子絮凝剂的开发,如各种离子型的分子量高达2000万的聚丙烯酰胺的开发应用,使化学法处理可以采用较少的药剂,就能达到较高的处理效果,并且产生较少的污泥。

2.化学氧化技术的发展

随着工业的迅猛发展,工业废水的排放量逐年增加,且大都具有有机物浓度高、生物降解性差甚至有生物毒性等特点,国内外技术人员对此类高浓度、难降解有机废水的综合治理予以了高度重视。目前,部分成分简单、生物降解性略好、浓度较低的废水都可以通过组合传统工艺得到处理,而浓度高、难生物降解的废水治理工作在技术和经济上都存在很大困难,为此,开发研究了一些水处理高级氧化技术。

(1) 湿式氧化技术

针对一些工业废水浓度高、难生物降解等难题,开发了湿式氧化法。湿式氧化法(WAO)是在高温高压下,利用氧化剂将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水,从而达到去除污染物的目的。该法具有适用范围广,处理效率高,极少有二次污染,氧化速率快,可回收能量及有用物料等特点。进人20 世纪70 年代后,湿式氧化法工艺得到迅速发展,应用范围从回收有用化学品和能量进一步扩展到有毒有害废弃物的处理,尤其是在处理含酚、磷、氰等有毒有害物质方面已有大量文献报道。在国外,WAO技术已实现工业化,主要应用于活性炭再生,含氰废水、煤气化废水、造纸黑液和城市污泥及垃圾渗出液处理。国内从20世纪80年代才开始进行WAO的研究,先后进行了造纸黑液、含硫废水、含酚废水、煤制气废水、农药废水和印染废水等试验研究,目前,WAO在国内仍处于试验阶段。

为了降低反应温度和压力,同时提高处理效果,出现了使用高效、稳定催化剂的催化湿式氧化法(CWAO) 和加入更强氧化剂(过氧化物) 的湿式氧化法(WPO),为了彻底去除一些WAO难以去除的有机物,还出现了将废水温度升至水的临界温度以上的超临界湿式氧化法(SCWO)。

(2) 光化学氧化技术

1972年Fujishima 和Honda发现光照下的TiO2 单品电极能分解水,引起人们对光诱导氧化还原反应的兴趣,由此推进了有机物和无机物光氧化还原反应的研究。20 世纪80 年代初,开始研究光化学应用于环境保护,其中光化学降解治理污染尤受重视。光催化降解在环境污染治理中的应用研究更为活跃。目前有关光催化降解的研究报道中,以应用人工光源的紫外辐射为主,对分解有机物效果显著,但费用较高且需要消耗电能,因此国内外研究者均提出应开发利用自然光源或自然、人工光源相结合的技术,充分利用清洁的可再生能源,使太阳能利用和环境保护相结合,发挥光化学降解在环境污染治理中的优势。

(3) 新型高效催化氧化技术

新型高效催化氧化的原理就是在表面催化剂存在的条件下,利用强氧化剂一一二氧化氯在常温常压下催化氧化废水中的有机物,或直接氧化有机污染物,或将大分子有机污染物氧化成小分子有机物,提高废水的可生化性,更好地去除有机污染物。除二氧化氯外,还有臭氧类氧化法,采用臭氧氧化法处理有机废水,反应速度快,无二次污染,在废水处理中应用较广泛。近年来又广泛开展了提高臭氧化处理效率的研究,其中,紫外/臭氧法、臭氧/双氧水法、草酸/Mn2+/臭氧法三种组合方式被证明最为有效。

与生物处理法相比,化学处理法能迅速、有效地去除更多种类的污染物,特别是生物处理法不能处理的一些污染物,同时也可以作为生物处理单元的预处理,提高可生化性。在水和其他资源日渐短缺的现状下,污水化学处理法将获得更大的发展。

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