常州城市污水處理設(shè)備點(diǎn)擊電話咨詢隨著檸檬酸濃度的增加,甲醛去除率和CODCr去除增大后減小。其原因可能是,檸檬酸與Fe2+形成具有光化學(xué)活性的絡(luò)合物,大大提高了光化學(xué)反應(yīng)效率;但檸檬酸用量過(guò)大,會(huì)導(dǎo)致H2O2和Fe(OH)22+迅速產(chǎn)生大量•OH,高濃度的•OH容易相互碰撞而結(jié)合生成水,降低了•OH的利用率,最終導(dǎo)致處理效率下降。因此,本實(shí)驗(yàn)確定檸檬酸的濃度為0.3g/L。
2.6 循環(huán)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)結(jié)果
據(jù)Fenton技術(shù)的基本原理,從而開(kāi)發(fā)多種氧化法,比如紫外光Fenton技術(shù)、超聲波催化氧化法以及電催化氧化法等。以上闡述的技術(shù)的主要原理是利用二價(jià)鐵離子與過(guò)氧化氫一同反應(yīng),-OH在該情況下產(chǎn)生出來(lái),作為氧化物質(zhì)的催化劑。另外,在電或超聲波或紫外光下,易產(chǎn)生過(guò)氧化氫物質(zhì),是利用氧化還原原理。相對(duì)于Fenton技術(shù),類Fenton技術(shù)避免大量的過(guò)氧化氫的使用,但也需要大量的酸與堿進(jìn)行酸堿值的調(diào)整,對(duì)環(huán)境還是有一定的污染影響。
(3)內(nèi)電解技術(shù)。
內(nèi)電解法也是水處理方法之一,將廢水排入以鐵屑做的過(guò)濾池,在池中進(jìn)行一連串的化學(xué)反應(yīng)以及電解過(guò)程,污染物在此得到一定的凈化。鐵屑本身是無(wú)用的物質(zhì),用于對(duì)難生化有機(jī)物的降解之中,起到“以廢治廢”的環(huán)保效果。同時(shí),鐵屑的購(gòu)買成本低
6)餾化技術(shù)。
針對(duì)廢水中的有機(jī)物,我們可將較為容易降解的物質(zhì)進(jìn)行分解,添加藥劑在呈酸性的水中并加熱來(lái)?yè)]發(fā)可降解的有機(jī)污染物。對(duì)于剩下的有機(jī)物,經(jīng)過(guò)熱處理等化學(xué)反應(yīng)后,其自身的結(jié)構(gòu)組織與性質(zhì)會(huì)與原來(lái)呈不一致的情況。對(duì)此,我們可以采取另外一種手段,即是絮凝沉淀法,將有機(jī)污染物進(jìn)行沉淀反應(yīng)。相對(duì)于堿性廢水或是中性廢水,餾化技術(shù)僅適用于酸性廢水的有機(jī)物處理。同時(shí),餾化技術(shù)所需的設(shè)備以及器材很簡(jiǎn)單,還可以有效回收降解后的有機(jī)物。但餾化技術(shù)有一不足之處,即是處理的費(fèi)用高,一噸廢水所需的資金是五元,因此并不是普遍采用的預(yù)處理方式。
3、結(jié)束語(yǔ)
為了確保生物處理得到明顯的效果,以及保證出水的水質(zhì)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于高濃度難生化有機(jī)廢水的預(yù)處理必須提高重視程度。針對(duì)廢水中有毒物質(zhì)的降解以及可生化性的活力提升,我們必須做好預(yù)處理措施,從而有效降解廢水中有機(jī)污染物,以便于后續(xù)生物的生存與發(fā)展,企業(yè)所排出的水才能符合國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
綜合以上介紹的類Fenton技術(shù)、內(nèi)電解法、活化過(guò)硫酸鹽法等預(yù)處理方式,在實(shí)際工程應(yīng)用中已有較為成熟的例子,作為新工藝的新開(kāi)發(fā),其中,活化過(guò)硫酸鹽法是較為有效、持續(xù)性強(qiáng)的一種方式。過(guò)硫酸根在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)中,能不斷產(chǎn)生豐富的氧化自由基,比如硫酸根自由基、激發(fā)態(tài)氧自由基等高濃度的自由基,從而不斷進(jìn)行氧化還原反應(yīng)來(lái)降解有機(jī)物。一般情況下,廢水中的有機(jī)物在常溫常壓下能被改變物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì),通過(guò)鏈鍵的破壞來(lái)礦化為水與二氧化碳。此外,對(duì)廢水的酸堿值以及溫度數(shù)值沒(méi)有明確的規(guī)定。對(duì)此,活化硫酸鹽法也是普遍采用的方式之一,但其中部分內(nèi)容也需要實(shí)踐、時(shí)間來(lái)進(jìn)行補(bǔ)充與完善,從而深入拓展活化硫酸根的發(fā)展。
另外,上文介紹的水力空化法也有值得發(fā)展的空間。針對(duì)高濃度的難生化有機(jī)廢水,水力空化法高效、迅速、精確的降解有機(jī)污染
,適用范圍廣,受到許多企業(yè)的青睞。設(shè)備內(nèi)部在接通電源后,微電池系統(tǒng)在鐵屑表面逐步形成一個(gè)電場(chǎng)。在廢水中,二價(jià)鐵離子與新生態(tài)氫等物質(zhì),能與不同的污染物產(chǎn)生多種的氧化還原反應(yīng),其中發(fā)色基團(tuán)與助色基團(tuán)等物質(zhì)被破壞后降解,起到降解脫色的反應(yīng)效果。二價(jià)鐵離子在三價(jià)中的吸附性更強(qiáng),同時(shí)絮凝活性度更高。相對(duì)于一般氫氧化鐵膠劑,添加了堿性物質(zhì)的試劑具備更強(qiáng)的吸附性與絮凝性,比如氫氧化亞鐵與氫氧化鐵等試劑。該膠劑的主要作用是吸附漂浮在廢水中的微小物質(zhì)、不可降解的金屬物質(zhì)等。內(nèi)電解法綜合了多種物理方法進(jìn)行開(kāi)發(fā),利用氧化懷還原原理、物理吸附原則一起絮凝沉淀等原理的一種水處理方式。但內(nèi)電解法也存在需要改進(jìn)的地方:第一,酸堿值的調(diào)整消耗量大;第二,鐵離子的使用量大,對(duì)環(huán)境的污染造成嚴(yán)重的困擾。
常州城市污水處理設(shè)備點(diǎn)擊電話咨詢(4)活化過(guò)硫酸鹽法。
在水中,通過(guò)電離的反應(yīng)將過(guò)硫酸鹽化解為過(guò)硫酸根離子,相對(duì)于氧化還原電位在2.07伏的臭氧,過(guò)硫酸鹽根離子的標(biāo)準(zhǔn)電位高達(dá)2.01伏。該數(shù)值相比于1.68伏的高錳酸根和1.70伏的過(guò)氧化氫都要高的多,其中過(guò)硫酸根離子具備高強(qiáng)的氧化作用,是因?yàn)槔锩婧胸S富的過(guò)氧基(-O-O-)。過(guò)硫酸鹽的氧化作用在普通溫度下無(wú)法正常發(fā)揮優(yōu)質(zhì)的氧化效果,有機(jī)物對(duì)其催化作用不明顯。相反的是,過(guò)硫酸鹽接觸二價(jià)鐵離子、銀離子、二價(jià)銅離子等活化物質(zhì)后,發(fā)生活化反應(yīng),從而產(chǎn)生了硫酸根自由基等物質(zhì)。其中,一孤對(duì)電子在硫酸根自由基產(chǎn)生,是氧化還原主要載體,其電位高于普通的硫酸根離子,有約2.6伏,是氧化反應(yīng)的主要物質(zhì)。在一定程度上,大部分的有機(jī)污染物均可在其作用下化為二氧化碳以及無(wú)機(jī)酸等有機(jī)物,降低對(duì)環(huán)境的影響。根據(jù)相關(guān)的研究數(shù)據(jù)表明,硫酸根自由基在不同的酸堿值的液體中所產(chǎn)生的反應(yīng)都不一樣,例如在酸性溶液以及中性液體中無(wú)任何的化學(xué)反應(yīng),但硫酸根自由基極度容易在酸堿值高達(dá)8.5后,產(chǎn)生過(guò)氧化氫或是氧化水等氧化物質(zhì),自由基鏈反應(yīng)由此產(chǎn)生。硫酸根自由基以及•OH在電子自旋共振技術(shù)(EPR)中可檢測(cè)到,酸堿值在2-7之間或是平衡的酸堿性溶液中一般只有硫酸根自由基的存在,但在酸堿值大于8.5以上,•OH會(huì)因硫酸根自由基的活化反應(yīng)而產(chǎn)生并進(jìn)行氧化作用。對(duì)此,具備氧化反應(yīng)的•OH和硫酸根自由基等物質(zhì)對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行可降解反應(yīng),有效降低高濃度有機(jī)廢水的污染物含量。但活化過(guò)硫酸鹽法也有需要完善的地方:第一,金屬物質(zhì)的需求量大,同時(shí)所投入的資金費(fèi)用巨大;第二,金屬離子雖可以進(jìn)行降解作用,但其殘留物也是二次污染的來(lái)源。針對(duì)以上問(wèn)題,活化過(guò)硫酸鹽法尚未形成一個(gè)完善的解決措施。
(5)水力空化技術(shù)。
空化的過(guò)程可以簡(jiǎn)單的歸納為水中的氣壓相對(duì)于飽和蒸汽壓較低的時(shí)候,內(nèi)部的液體與固體接觸后易產(chǎn)生各種氣泡,并溶解于氣體或者是水中,此外氣泡易于生成、生長(zhǎng)以及潰滅等。水分子在空化過(guò)程中易于產(chǎn)生•OH和•H,同時(shí)空化反應(yīng)會(huì)使水中的溫度以及氣壓發(fā)生異常,一般溫度高于5000K,氣壓高達(dá)150MPa等。水溶液中的難生化有機(jī)化合物的降解可經(jīng)過(guò)自由基的活化作用進(jìn)行,利用未配對(duì)的電子自由基來(lái)進(jìn)行氧化反應(yīng)。同時(shí),該技術(shù)方法是降解后無(wú)任何污染物,不形成二次污染,從而達(dá)到清潔環(huán)保效果。該技術(shù)已全面運(yùn)用在國(guó)內(nèi)外各個(gè)領(lǐng)域之中,比如國(guó)外處理、含偶氮染料若丹明B等劇毒物質(zhì),以及國(guó)內(nèi)的垃圾滲濾液、酚類廢水的處理等。在實(shí)際的工程運(yùn)
通過(guò)小試,確定了初步的實(shí)驗(yàn)條件,并在此基礎(chǔ)上按照工業(yè)化應(yīng)用要求進(jìn)行了動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。首先在循環(huán)水槽中加入10L廢水,然后用硫酸調(diào)pH=3.0,然后加入2gFeSO4•7H2O、3g檸檬酸,打開(kāi)循環(huán)泵,控制流量在1L/min,開(kāi)啟低壓汞燈,待
圖3可看出,隨著H2O2添加濃度的增加,甲醛去除率和CO
機(jī)廢水概況
一般情況下,高濃度難生化有機(jī)廢水主要?dú)w納為幾大方面的內(nèi)容:第一,能溶解氧的COD物質(zhì)是廢水中高度含有的,若水中含有高濃度有機(jī)廢水,會(huì)導(dǎo)致氧氣含量嚴(yán)重缺少。第二,難降解有機(jī)廢水的定義是COD以及BOD的含量低于0.3,導(dǎo)致生物的可降解低。第三,生物體內(nèi)可能含有不同種的生物、微生物以及有毒物質(zhì),例如芳香族胺、酚等徑化合物,人體可能通過(guò)進(jìn)食攝入有毒物質(zhì)的殘留。
工業(yè)產(chǎn)生的超高濃度有機(jī)廢水中,酸、堿類眾多,往往具有強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性。一是需氧性危害:由于生物降解作用,高濃度有機(jī)廢水會(huì)使受納水體缺氧甚至厭氧,多數(shù)水生物將死亡,從而產(chǎn)生惡臭,惡化水質(zhì)和環(huán)境。二是感觀性污染:高濃度有機(jī)廢水不但使水體失去使用價(jià)值,更嚴(yán)重影響水體附近人民的正常生活。三是致毒性危害:超高濃度有機(jī)廢水中含有大量有毒有機(jī)物,會(huì)在水體、土壤等自然環(huán)境中不斷累積、儲(chǔ)存,最后進(jìn)入人體,危害人體健康。
近幾年,高濃度有機(jī)廢水的技術(shù)處理成為全球所關(guān)注的熱點(diǎn)話題,也是污水處理上的一大挑戰(zhàn)。現(xiàn)階段,針對(duì)高濃度的有機(jī)廢水處理方式是以預(yù)處理為主,污染物的濃度以及毒性經(jīng)過(guò)特定的技術(shù)處理來(lái)降低,可生化性從而有效得到提高。
2、常見(jiàn)的預(yù)處理手段以及探討方向
(1)Fenton技術(shù)。
Fenton試劑的調(diào)配主要由二價(jià)鐵離子的催化劑與過(guò)氧化氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成的,利用這兩者進(jìn)行鏈反應(yīng)來(lái)生成羥基自由基。其中,雙氧水是屬于強(qiáng)氧化劑,自身又是極微弱的酸性成分。在氧化還原中,雙氧水可以切換為還原劑,所以是氧化反應(yīng)中較好的催化劑。有機(jī)物與還原性物質(zhì)通過(guò)自有基鏈進(jìn)行氧化反應(yīng),提升氧化的能力。相對(duì)于氟,羥基自由基的氧化能力更勝,氧化電壓超過(guò)2.8伏。此外,羥基自由基的加成反應(yīng)能力,具備569.3KJ的電子親和力,說(shuō)明其電負(fù)性與親電性的化學(xué)特性很明顯。水中的大部分有機(jī)物在進(jìn)行氧化反應(yīng)時(shí),F(xiàn)enton技術(shù)是,尤其是生物的降解性活性低的物質(zhì)。一般情況下,酸堿性在3-4下方可進(jìn)行Fenton技術(shù),因?yàn)榱u基自由基的生成效
DCr去除率隨之增加,但當(dāng)H2O2添加濃度超過(guò)10g/L后,甲醛去除率和CODCr去除率增加緩慢。這是因?yàn)樵诠釬enton反應(yīng)中,H2O2濃度較低時(shí),濃度的增加可加大羥基自由基的生成,但當(dāng)H2O2濃度升高一定濃度后,H2O2破壞生成的羥基自由基,造成H2O2自身無(wú)效分解。所以,綜合考慮成本因素,本實(shí)驗(yàn)選定30%H2O2投加量為10g/L。
2.2 FeSO4濃度的影響
分別取1L廢水,用H2SO4調(diào)pH=3.0,分別加入一定量的FeSO4•7H2O和0.3g檸檬酸,然后分別加入10g30%的H2O2溶液,經(jīng)紫外燈照射60min后測(cè)甲醛含量和CODCr,結(jié)果如圖4所示。
10min后紫外燈達(dá)到穩(wěn)定,然后加入10g30%H2O2,分別隔30min、60min、90min、120min后取樣測(cè)甲醛含量、CODCr和BOD5,結(jié)果見(jiàn)表2。