工业废水技术不断革新 这10大工艺备受青睐

http://www.ep.hc360.com2017年12月07日16:07 来源:化工707T|T

    慧聪环保网 近年来,工业废水处理工艺不断革新,在改善我国水环境方面发挥了重要作用。总体而言,膜技术、铁碳微电解处理技术、Fenton及类Fenton氧化法、臭氧氧化、磁分离技术、等离子水处理技术、电化学(催化)氧化、光化学催化氧化、超临界水氧化(scwo)技术颇受青睐。

    中国对废水污染的治理与西方发达国家相比起步较晚,在借鉴国外先进处理技术经验的基础上,以国家科技攻关课题为平台,引进和开发了大量的废水处理新技术,某些项目已达到国际先进水平。这些新技术的投产运行为缓解中国严峻的水污染现状,改善水环境发挥了至关重要的作用。

    一、我国工业废水现状

    近些年来,我国工业废水排放总量呈现逐年下降趋势。2010年,工业废水排放量为237.5亿吨;2015年降低至199.5亿吨。

    2015年,在我国工业废水排放量中,化工、造纸、纺织及煤炭行业废水排放总和几乎占到一半,是工业废水排放大户。

    近年来,我国工业废水处理量达到300-370亿吨,处理率约为62%,虽然已取得显著进步,但仍有很大提升空间。

    二、以下是10种最新的工业废水处理技术介绍与分析

    1.膜技术

    膜分离法常用的有微滤、纳滤、超滤和反渗透等技术。由于膜技术在处理过程中不引入其他杂质,可以实现大分子和小分子物质的分离,因此常用于各种大分子原料的回收。

    如利用超滤技术回收印染废水的聚乙烯醇浆料等。目前限制膜技术工程应用推广的主要难点是膜的造价高、寿命短、易受污染和结垢堵塞等。伴随着膜生产技术的发展,膜技术将在废水处理领域得到越来越多的应用。

    2.铁碳微电解处理技术

    铁碳微电解法是利用Fe/C原电池反应原理对废水进行处理的良好工艺,又称内电解法、铁屑过滤法等。铁炭微电解法是电化学的氧化还原、电化学电对对絮体的电富集作用、以及电化学反应产物的凝聚、新生絮体的吸附和床层过滤等作用的综合效应,其中主要是氧化还原和电附集及凝聚作用。

    铁屑浸没在含大量电解质的废水中时,形成无数个微小的原电池,在铁屑中加入焦炭后,铁屑与焦炭粒接触进一步形成大原电池,使铁屑在受到微原电池腐蚀的基础上,又受到大原电池的腐蚀,从而加快了电化学反应的进行。

    此法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便等诸多优点,并使用废铁屑为原料,也不需消耗电力资源,具有“以废治废”的意义。目前铁炭微电解技术已经广泛应用于印染、农药/制药、重金属、石油化工及油分等废水以及垃圾渗滤液处理,取得了良好的效果。

    3.Fenton及类Fenton氧化法

    典型的Fenton试剂是由Fe2+催化H2O2分解产生˙OH,从而引发有机物的氧化降解反应。由于Fenton法处理废水所需时间长,使用的试剂量多,而且过量的Fe2+将增大处理后废水中的COD并产生二次污染。

    近年来,人们将紫外光、可见光等引入Fenton体系,并研究采用其他过渡金属替代Fe2+,这些方法可显著增强Fenton试剂对有机物的氧化降解能力,减少Fenton试剂的用量,降低处理成本,统称为类Fenton反应。

    Fenton法反应条件温和,设备较为简单,适用范围广;既可作为单独处理技术应用,也可与其他方法联用,如与混凝沉淀法、活性碳法、生物处理法等联用,作为难降解有机废水的预处理或深度处理方法。

    4.臭氧氧化

    臭氧是一种强氧化剂,与还原态污染物反应时速度快,使用方便,不产生二次污染,可用于污水的消、除色、除臭、去除有机物和降低COD等。单独使用臭氧氧化法造价高、处理成本昂贵,且其氧化反应具有选择性,对某些卤代烃及农药等氧化效果比较差。

    为此,近年来发展了旨在提高臭氧氧化效率的相关组合技术,其中UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3等组合方式不仅可提高氧化速率和效率,而且能够氧化臭氧单独作用时难以氧化降解的有机物。由于臭氧在水中的溶解度较低,且臭氧产生效率低、耗能大,因此增大臭氧在水中的溶解度、提高臭氧的利用率、研制高效低能耗的臭氧发生装置成为研究的主要方向。

    5.磁分离技术

    磁分离技术是近年来发展的一种新型的利用废水中杂质颗粒的磁性进行分离的水处理技术。对于水中非磁性或弱磁性的颗粒,利用磁性接种技术可使它们具有磁性。

    磁分离技术应用于废水处理有三种方法:直接磁分离法、间接磁分离法和微生物—磁分离法。

    目前研究的磁性化技术主要包括磁性团聚技术、铁盐共沉技术、铁粉法、铁氧体法等,具有代表性的磁分离设备是圆盘磁分离器和高梯度磁过滤器。目前磁分离技术还处于实验室研究阶段,还不能应用于实际工程实践。

    6.等离子水处理技术

    低温等离子体水处理技术,包括高压脉冲放电等离子体水处理技术和辉光放电等离子体水处理技术,是利用放电直接在水溶液中产生等离子体,或者将气体放电等离子体中的活性粒子引入水中,可使水中的污染物彻底氧化、分解。

    水溶液中的直接脉冲放电可以在常温常压下操作,整个放电过程中无需加入催化剂就可以在水溶液中产生原位的化学氧化性物种氧化降解有机物,该项技术对低浓度有机物的处理经济且有效。此外,应用脉冲放电等离子体水处理技术的反应器形式可以灵活调整,操作过程简单,相应的维护费用也较低。受放电设备的限制,该工艺降解有机物的能量利用率较低,等离子体技术在水处理中的应用还处在研发阶段。

    7.电化学(催化)氧化

    电化学(催化)氧化技术通过阳极反应直接降解有机物,或通过阳极反应产生羟基自由基(˙OH)、臭氧等氧化剂降解有机物。

    电化学(催化)氧化包括二维和三维电极体系。由于三维电极体系的微电场电解作用,目前备受推崇。三维电极是在传统的二维电解槽的电极间装填粒状或其他碎屑状工作电极材料,并使装填的材料表面带电,成为第三极,且在工作电极材料表面能发生电化学反应。

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