醫(yī)藥、印染、油氣開采、造紙、石化等領(lǐng)域都會(huì)產(chǎn)生大量廢水，廢水成分復(fù)雜，COD、鹽分及有毒物質(zhì)含量高，種類較多，且含較多難降解有機(jī)物，該類工業(yè)污水處理難度較大。高級(jí)氧化技術(shù)以產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的自由基(多為羥基自由基·OH)為特點(diǎn)，可以使大分子難降解有機(jī)物氧化成低毒或無毒的小分子物質(zhì)，在難降解有機(jī)物的處理中具有明顯效果。下面，江蘇銘盛環(huán)境設(shè)備為您介紹高級(jí)氧化技術(shù)在難降解有機(jī)物廢水處理中的應(yīng)用。

1 石化工業(yè)廢水

1.1 處理技術(shù)

石化工業(yè)廢水中難降解有機(jī)物含量高且種類還多，內(nèi)部成分復(fù)雜，且毒性大。所以在應(yīng)用高級(jí)氧化技術(shù)時(shí)，針對(duì)不同來源地的石化廢水，需采用不同的降解方法。例如，針對(duì)鹽分較高的化工生產(chǎn)廢水，可采用Fenton氧化工藝、吸附法處理，具體流程是在使用活性炭完成吸附后，去除廢水內(nèi)51.2%的COD；或是聯(lián)合運(yùn)用吸附法、Fenton氧化劑，將廢水內(nèi)有機(jī)物質(zhì)降解率提高至95%。

1.2 案例分析

某化工廠在處理質(zhì)量濃度為500mg/L的難降解有機(jī)物廢水時(shí)，整體處理量為1000m3/d，進(jìn)水pH為8～10。所用Fenton氧化劑包括FeSO4、DMF、H2SO4、H2O2、F試劑、Q試劑等。在Fenton氧化劑作用下，難降解有機(jī)物中的·OH可在氧化中降解，且在電位變高后自動(dòng)產(chǎn)生Fe(OH)3，以此降低有機(jī)物內(nèi)的COD含量，完成有機(jī)物降解任務(wù)。

實(shí)驗(yàn)步驟：1)配制FeSO4溶液。準(zhǔn)確稱量符合難降解有機(jī)物處理要求的FeSO4，將其倒入去離子水中，沸騰1h后等待其溶解。催化劑溶解后，將其轉(zhuǎn)移到容量瓶?jī)?nèi)，與刻度線保持距離，待瓶?jī)?nèi)催化劑溶液冷卻后，用硫酸改變廢水的pH值。酸堿度為3后，定量去離子水，將催化劑轉(zhuǎn)移到其他瓶?jī)?nèi)密封。需要注意的是，FeSO4溶液會(huì)出現(xiàn)變色反應(yīng)，所以需及時(shí)重新配制該催化劑溶液。2)將難降解廢水倒入加熱裝置內(nèi)，使用恒溫系統(tǒng)攪拌、加熱，直到廢水的pH值為酸性，倒入DMF溶液。3)計(jì)算廢水濃度，若處理系統(tǒng)中DMF濃度變高，則應(yīng)及時(shí)調(diào)整FeSO4溶液的用量。

在石化廢水處理中，放置FeSO4溶液這類Fenton氧化劑時(shí)，若難降解有機(jī)物中DMF質(zhì)量濃度為80g/L，所用有機(jī)碳含量則為41.39g/L。但為確保有機(jī)碳處于無機(jī)化狀態(tài)，則需及時(shí)添加Fenton氧化劑，使有機(jī)碳都成為降解需要的無機(jī)物。比如，分解CO2時(shí)，一般所需的氧氣量為103.9g/L，1mol氧氣可生成2molH2O。因此，在實(shí)驗(yàn)條件中，H2O2投加量為233.18g/L，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的H2O2的密度為100g/L。若是需要DMF徹底氧化，有機(jī)物降解中H2O2的放置量同樣會(huì)發(fā)生改變，即增加量調(diào)整為682.19mL。根據(jù)高級(jí)氧化技術(shù)理論可知，Fenton氧化劑與降解物質(zhì)的物質(zhì)的量比為1∶20。

研究人員在處理石化工廠的廢水時(shí)，進(jìn)水內(nèi)COD質(zhì)量濃度為300～500mg/L條件下，采用上述實(shí)驗(yàn)方法，Fenton氧化劑處理后的排水裝置中，廢水內(nèi)COD可控制在30～50mg/L。難降解有機(jī)物COD去除率約為76%。COD初始質(zhì)量濃度為55mg/L的條件下，Fenton氧化劑連續(xù)催化后，COD可控制在20mg/L以內(nèi)，去除率為80%。由此可見，不同實(shí)驗(yàn)條件下的高級(jí)氧化技術(shù)，其對(duì)難降解有機(jī)物的處理，均符合工業(yè)污水處理行業(yè)的降解要求，污染物、有機(jī)物去除率較高。

2 印染廢水

高級(jí)氧化技術(shù)應(yīng)用在印染廢水中時(shí)，廢水處理難度明顯增加。究其原因在于：印染廢水組分復(fù)雜、堿類物質(zhì)多、酸堿度高、難降解有機(jī)物含量高且種類多，有的廢水內(nèi)甚至?xí)霈F(xiàn)更多懸浮物、有毒物質(zhì)。因此，傳統(tǒng)生物法效果不佳，需借助組合類臭氧法，以增強(qiáng)廢水處理過程中的氧化能力。具體來說，高級(jí)氧化技術(shù)中，臭氧氧化能力突出，具有脫色、殺菌、消毒等功能，在處理印染廢水時(shí)，臭氧會(huì)在反應(yīng)后，與難降解有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生羥基自由基，去除廢水中污染物質(zhì)。具體技術(shù)原理是：臭氧與印染廢水相互作用時(shí)，臭氧可破壞有機(jī)物中COD發(fā)色基因，起到明顯脫色效果，為難降解有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變打好基礎(chǔ)。

在高級(jí)氧化技術(shù)實(shí)踐中，若印染廢水存在大量鹽分，則應(yīng)將臭氧量調(diào)整為5mg/L，催化劑200mL，反應(yīng)時(shí)間120min。隨后借助氫氧化鈉、鹽酸將廢水內(nèi)酸堿度控制在合理范圍內(nèi)，確保pH值條件下TOC、COD的去除效果。實(shí)踐表明，臭氧法處理難降解有機(jī)物過程中，COD去除率較高，催化劑中Fe、Mn氧化活性明顯。當(dāng)廢水內(nèi)酸堿度為7時(shí)，COD去除率大于60%，TOC去除率高于50%。

3 制藥廢水

制藥廢水中難降解有機(jī)物的處理中心為色度、COD。廢水特點(diǎn)為污染嚴(yán)重、污染物含量高、鹽分多，常規(guī)處理后有機(jī)物含量無法達(dá)標(biāo)。在應(yīng)用高級(jí)氧化技術(shù)時(shí)，可將制藥廢水劃分為綜合廢水、高濃度難生化廢水、高鹽廢水等，并利用二次蒸發(fā)裝置將廢水內(nèi)鈉鹽回收，等待冷凝水進(jìn)入。而在處理難生化廢水時(shí)，則應(yīng)通過調(diào)節(jié)池作用，深度處理難降解有機(jī)物。在厭氧+、好氧+作用下，制藥廢水中COD去除率為99%、BOD去除率為99.5%，且出水后水體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，符合GB8978－1996標(biāo)準(zhǔn)中的制藥污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

除此之外，相較于其他處理技術(shù)，高級(jí)氧化技術(shù)可將制藥廢水中的COD減少12t/a，整體削減率為55%，若每天廢水處理量為500m3，每立方廢水可節(jié)約技術(shù)成本10.06元。不僅如此，針對(duì)難降解、高鹽度的制藥廢水，高級(jí)氧化技術(shù)效果會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)改變。研究顯示，實(shí)驗(yàn)溫度為280℃，反應(yīng)液內(nèi)酸堿度為2時(shí)，若氧化反應(yīng)為2.5h，有機(jī)物去除率為98%，廢水內(nèi)色度去除率為99.1%。相較于傳統(tǒng)難降解有機(jī)物處理技術(shù)，廢水內(nèi)COD去除率增加25%，且水體不會(huì)產(chǎn)生二次污染。

另外，高級(jí)氧化技術(shù)中，均相式催氧化法同樣可用于鹽分較高的制藥廢水處理。所用催化劑為金屬離子，該類催化劑可直接與廢水內(nèi)的離子產(chǎn)生反應(yīng)，使自由基在反應(yīng)后起到較強(qiáng)的催化作用。相關(guān)研究人員在處理難降解的制藥廢水時(shí)，將Cu(NO3)2作為催化劑，處理對(duì)象為COD質(zhì)量濃度為31024mg/L的廢水。廢水內(nèi)物質(zhì)包括酚、硫化物、氰Hua物等，催化劑作用后，廢水內(nèi)COD去除率較高，約在67%～90%。

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