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【干货】废水处理中的高级氧化技术及应用

【干货】废水处理中的高级氧化技术及应用
 
 
氧化技术近年来,氧化技术处理废水的研究取得了显著进展。废水的氧化技术主要是运用超临界水氧化、光催化氧化、无毒药荆催化氧化、电化学氧化、化学氧化与生物氧化相结合等手段处理废水的技术。
剂。与Fenton试剂法相比,COD去除率提高了1.75倍。还可利用金属氧化物为催化剂,来提高臭氧的利用效率和氧化能力。
 
2、光催化氧化技术 光氧化最常用的催化剂是 TiO2、H2O2-草酸铁等无机试剂。通常的悬浮相TiO2光催化氧化法存在着催化剂易失活、易凝聚和难分离等固有弊端。将TiO2负载在海沙上,作为光氧化反应的催化剂克服了上述缺点。还可将TiO2粉末固定在泡沫镍上的光催化固定技术,降解废水中的磺基水杨酸。利用TiO2催化降解有机物时,可利用太阳能来代替UV光源。
 
3、电化学氧化技术 近年来电化学水处理法得到了改进,在传统电化学法的基础上增加了氧化、催化氧化或光催化氧化作用,有效地突破了微电解技术的局限,展示了电化学水处理技术的绿色特点。利用光透电极和纳米结构TiO2作为工作电极和光催化剂,采用光电催化法对水中染料进行电解,发现与光致分解、光催化降解相比,光电催化降解对三种染料一品红、铬蓝K、铬黑T溶液的降解效果最好。采用高压脉冲放电降解法去除水中苯乙酮的研究也取得了较好的效果。 液电脉冲处理水中苯乙酮过程中,在通入O2时,经30min放电处理,苯乙酮降解率可达92%。液电脉冲等离子降解法涉及等离子物理、等离子化学、流体力学、热力学、生物、电工、环境保护等学科间的交叉,这种降解法具备了光化学氧化、高温热降解、超临界水氧化以及液电空化降解等多种水处理法的综合效应。
 
4、超临界水氧化技术(SCWO)  SCWO是对湿式氧化处理难降解有机废水技术的改进,是近年来兴起的绿色水处理技术。超临界水(T>617.5K,P>22.05MPa)具有常态水所没有的特性。其溶解性强,扩散系数大,传质速度快,可作为超临界水氧化有毒有害有机物的反应介质。有机物、空气或氧气和水在25Mt a和673K以上的温度可完全互溶。 体系呈均相混台状态,在较短的反应停留时问内,99.99 %以上的有机物可被迅速氧化成CO-NHO和其他小分子物质。该法用于有毒有害、难生物降解的有机废水的处理尤其有效。氧化产物清洁且无需后续处理,符合全封闭处理要求。纯净水设备在较低的有机物含量下,可实现自热然启动,运行后无需外界供热。 因反应物混合均匀且反应温度高,反应速度大幅加快,故水的停留时间较短,所需反应器体积小,结构简单。
 
 
水处理技术的概述
 
这促使环境科学家和环保工程师积极开发和应用水处理技术、水处理技术的开发,正在有力推动环境科学与工程学科的发展,它是开展环境科学与工程学科创新研究的一条源泉之路,对于人类社会的可持续发展具有重要的现实意义。
 
膜分离技术膜分离技术是近二、三十年内发展起来的。与常规分离方法相比,膜分离过程具有能耗低、单级分离效率高、工艺简单、不污染环境等特点,在废水处理中可实现水的闭路循环,除污的同时变废为宝,是符合可持续发展战略的绿色技术。膜分离技术主要包括微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)反渗透(RO)和电渗析等。近年来这些技术在水处理的应用愈来愈显示生命力。 世界上每天约有500万m 的水通过膜分离处理为了适应水处理的需要,膜材料的性能逐步得以改进采用无毒无害、可生物降解的材料制备超滤膜。 NF膜在水的软化方面显示了其它技术无可比拟的优越性,NF90膜在海岛饮用水制备中可有效地去除对人体健康不利的Ca2+、Mg2+等硬度。在较低的操作压力(<1.0MPa)下,总脱盐率≥8l%,产水量可达144t/d,淡化水符合生活饮用水标准。 电渗析作为绿色水处理技术近年来研究较多。有人采用改性异向膜电渗析法处理化纤厂粘胶单丝淋洗废水(去酸水),在工艺上实现了污水闭路循环,消除了H2SO4和Zn的污染,并把溶解固体浓缩到190g/L,再进行多效蒸发来回收多余的Na2SO4。浓缩的H2SO4和ZnSO4溶液则返回凝固浴再用,淡化水中的总溶解固体(TDS)下降到0.7g/L以下,因无硬度,故可作洗涤用水。 膜分离技术正在成为水处理研究与应用的热点,其在水的回用方面起着难以替代的作用。将膜分离技术与绿色氧化技术、生物处理技术联合,用于废水的处理及回用是一个颇有前途的研究与应用方向。
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