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高浓度难降解有机废水处理技术分析

随着科技的发展,环境污水的种类以及排放量越来越多,成分更加复杂多变,含有许多难降解的有机物,对环境和人类健康具有巨大的危害。近年来,处理高浓度难降解有机废水技术已经取得了一定的进展,处理方法主要有氧化法、物化法和生物法等。

一、氧化技术

氧化技术被广泛应用于高浓度难降解有机废水的处理中,现代氧化技术主要包括湿式催化氧化法、电化学氧化法以及两种或两种以上氧化技术联合等手段进行处理废水的技术。

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1、湿式催化氧化

湿式氧化主要是对高浓度难降解有机物废水进行预处理的一种方法。其主要原理是在高温加压条件下将氧气变为具有强氧化性的氧化剂将水中的有机物充分氧化,使高分子有机物分解为低分子化合物,或将氧化分解成CO2和水。气湿式氧化具有二次污染低、适用范围广、可回收能量和有用物料、处理效率高、装置小等优点,可以应用于工业废水的治理中。缺点是该方法需要较高的温度和压力,因此需要耐高温高压、耐腐蚀的设备。

2. 电化学催化氧化

电化学氧化法基本原理是使有机污染物在电极上发生氧化还原反应,反应降解为二氧化碳和水的主要作用分为两种,一种是有机物直接被电极,另外一种为电极首先与水作用生产具有强氧化性的羟基自由基,随后羟基自由基与有机污染物反应,达到降解的目的。研究表明电化学法处理有机污染物效果较好,可以对难生物消化的有机污染物进行预处理,将其转化为可生物降解的有机污染物后进行自降解。该方法发生在水中,不需要另加催化剂,能有效避免二次污染,具有处理效率高、操作方便、条件温和等优点,同时还有凝聚、杀菌等作用。

二、物化法

常用的物理化学技术主要包括吸附法、膜处理技术等。

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1. 吸附法

根据吸附的主要原理可将其分为物理吸附和化学吸附。物理吸附通过分子间作用力进行吸附,化学吸附是通过电子转移形成化学键或形成配位化合物的方式进行吸附。影响吸附效果的因素较多,其中常见的主要包括温度、吸附剂结构、吸附剂用量以及污染物性质等,生产应用的常用吸附剂包括活性炭、树脂、高分子吸附剂、活性炭纤维等。吸附法的优点是占地面积小、处理效果好、成本少,不会造成二次污染,但由于吸附剂的吸附容量是有限,再生能力弱,这些因素限制了该方法的实际应用。

2. 膜分离技术

膜分离技术主要指通过借助膜的选择作用,在外界能量作用下对污水中的溶质和溶剂进行分离的技术手段,与常规分离方法相比,膜分离过程具有不污染环境、能耗低、效率高、工艺简单等优点。膜分离技术主要包括超滤、纳滤、反渗透和电渗析等。已有的研究表明采用壳聚糖超滤膜处理印染废水能取得较好的处理效果,具有良好的分离脱色效果和良好的渗透性,处理效果显著,降低率达到90%以上。

三、生物法

高浓度难降解有机废水的生物处理技术研究已经取得较好的成果,有缺氧反硝化技术、氧水解酸化预处理技术等。

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1. 缺氧反硝化技术

缺氧反硝化技术是指在缺氧的条件下提供一定浓度的氮源给反硝化菌吸收,提高反硝化菌的降解效率的方法。与好氧条件相比,缺氧条件下污水的降解速率上升,C/N比对缺氧反硝化的降解效果有很大影响。只有适宜的C/N比,才能得到较好的效果。有研究运用缺氧反硝化技术处理焦化废水中的难降解有机物,结果表明焦化废水中含有的大量有毒难降解有机物在经过缺氧反硝化技术处理后几乎完全被降解,得到较好的效果。

2. 厌氧水解酸化预处理技术

研究表明厌氧水解酸化预处理技术在处理含高浓度难降解有机物的废水中的应用广泛。它能将难降解的大分子有机物转化为易降解的小分子有机物,同时经预处理后水质稳定,改善废水的可生化性。有研究通过厌氧酸化预处理技术对焦化废水进行预处理,结果表明焦化废水中大部分的难降解有机物可被生物利用,提高了废水的可生化性。

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