高盐度高COD化工废水高级氧化组合处理工艺研究

高盐度高COD化工废水高级氧化组合处理工艺研究
摘要:本文主要是针对高盐度高COD化工废水的治理工艺进行研究,通过试验摸索技术及经济可行的废水高级氧化组合处理工艺,实现节能减排的目标的同时,为企业增值增效。
关键词:化工废水、高COD、高盐度、污水处理、高级氧化
1、高盐度高COD化工废水的来源与特点
化工废水属于最难处理的废水类型之一,尤其是其中高盐度高COD的化工废水更是难上加难,该类废水主要来自于车间的产品合成、提取、缩合等过程中,具有盐度高、COD浓度高、可生性能差的特点,废水的B/C通常在0.3以下,同时废水中含有大量的有机溶剂、无机盐、以及化工过程中的副产物等物质,该类型废水的盐度经常在4%以上,COD也经常大于40000mg/L,该废水的处理一直是企业心中的难言之痛。
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2、高盐度高COD化工废水的治理思路
传统高盐度高COD化工废水的治理思路主要为:“气浮或沉淀系统+高级氧化工艺+蒸发浓缩
工艺+生化处理工艺”。通过“气浮或沉淀系统”去除废水中的疏水性有机溶剂以及悬浮物,通过“高级氧化工艺”来降低COD并对长链有机物、环链有机物等进行断链,通过“蒸发浓缩工艺”可实现对废水的有机物的进一步去除及脱盐,为后续的生化系统提供保障,最后高浓度废水再同低浓度的废水混合处理,通过“生化处理工艺”来做最终处理,最终实现出水水质达标。
该工艺路线理论上可实现该类型废水的处理,做到出水稳定达标,然而根据项目实际经验,该工艺在运行过程中,存在比多的问题将导致废水的处理能力比远比设计能力低,处理效率也比预期更差。如:芬顿高级氧化系统的处理效率比试验低很多;脱盐后废水中仍含有非常稳定的有机物,难以生物降解;生化系统降解COD降低至一定范围后,无法再往下降解等等。
根据目前传统工艺所暴露的实际问题,以及危险废物处置费用持续上涨的现状情况,结合该类型废水的水量及水质特点,重点研究通过“高效预处理工艺+组合氧化工艺”,来实现废水经物化处理可直接达到排放标准,进而避免该废水进行脱盐以及进入生化系统,对低浓度废水产生冲击。
3.常用高级氧化处理技术说明
常用的高级氧化工艺主要有微电解氧化技术、电化学高级氧化技术、芬顿高级氧化技术、臭氧高级氧化技术,光催化高级氧化技术等,不同氧化工艺各有优缺点,有不同的使用条件及使用环境,氧化的能力也各不相同。
3.1微电解氧化技术
微电解法氧化技术,是在不施加外加电源的情況下,利用废水作为电解反应过程中的电解液,反应系统中的填料颗粒作为电极(填料颗粒中主要含有铁和碳,铁为阳极,碳为阴极),在废水中自行发生原电池反应,产生电位差,进而对废水进行处理,以达到高效降解有机污染物的目的。在处理中会发生氧化还原反应,能破坏废水中的有、助基团,对碳直链、碳多链、碳环链、苯环等都可以起到断链开环的作用,达到脱,降解难分解污染物的作用。该工艺具有适用范围广泛、成本低、操作便捷,不耗电等优点。常用于高浓度难降解废水的预处理,起到断分子链及降有机物的作用,废水经预处理后,不但能大幅度地降低污染物质,而且可大大提高废水的可生化性。
3.2 电化学高级氧化技术
电化学高级氧化技术,是在通电施加电场的环境下,以废水为电解液,在阴、阳电极的表面会发生氧化还原反应,或因为反应过程中会产生强氧化性的羟基自由基,可同废水中的污染物发生氧化还原反应,从而分解污染物。目前电化学包括常规电解和三维电解,其中三维电解是在常规电解工艺中发展起来的,是在阴阳电极间装填颗粒阴阳电极,三维电解工艺与传统电解工艺相比,具有同废水的接触面积更大,电流有效作用率高,传质效率高、污染处理效果更好等优点。电化学氧化工艺常用于处理农药废水、高浓度化工废水、高浓度制药废水等难降解有机废水中。
3.3 芬顿高级氧化技术
芬顿高级氧化技术,是控制废水的反应PH值在3左右的酸性环境下,以Fe2+作为催化剂,与H2O2发生催化反应,通过反应过程中产生的羟基自由基(OH·),来实现对污染物的降解的目的,特别适用于难生物降解的废水,或常规氧化剂无法分解的有机污染物处理。该技术具有适用领域广泛,反应条件简单,操作简单、原料来源广等优点,缺点是反应时间长、有些有机物难以破坏,双氧水的用量不好控制,过量容易导致污泥上浮,亚铁的大量使用又会带来大量污泥,造成污泥处置成本升高,且过量的亚铁会导致出水COD升高。
3.4 臭氧高级氧化技术
臭氧高级氧化技术主要是利用臭氧来进行氧化,臭氧是一种强氧化剂,其氧化还原电位为2.07eV,可以有效去除度、浊度、恶臭,降解废水中苯酚类、硫类、石油类等污染物,臭氧氧化工艺有两种方式,一种是臭氧分子或单个氧原子直接同污染物发生反应;另一种是由臭氧分解产生的羟基自由基,可同污染物发生反应,可有效的将难降解的有机物分解,将有机物彻底氧化为CO2和H2O。
臭氧高级氧化技术的优点是氧化速度快,反应迅速,不会产生二次污染、且制备原料简单、效果好,缺点是能耗高、投资费用高、反应具有选择性,可持续性差,且制备臭氧过程存在较大安全风险等。
3.5光催化高级氧化技术
光催化高级氧化技术,是在紫外光等光源作用下,将氧气、双氧水、次氯酸钠等氧化剂与光的催化能力结合起来,发生催化氧化反应的技术。常用的光催化氧化工艺有:“紫外光+双氧水处理工艺、紫外光+氧气处理工艺、紫外光+次氯酸钠处理工艺”等,常用于污水中
四氯化碳、苯系列等特别难降解物质处理,因对于水中的透光率要求比较高,该氧化技术常用于废水的末端治理及废气的预处理后处理系统中。光催化氧化的优点是反应条件简单,催化氧化能力强,缺点是对于预处理的要求比较高,对于水的透光率要求比较高,污染物降解往往不够彻底。
4.高盐度高浓度化工废水高级氧化组合工艺试验案例
某化工企业,该企业主要产品为交联剂、阻燃剂等产品,目前的废水处理工艺为传统的“物化+生化”处理工艺,原设计的处理工艺流程为:“废水收集池→混凝沉淀池→涡凹气浮系统→溶气气浮系统→芬顿高级氧化系统→UASB塔→UASB沉淀池→活性污泥池+MBR膜系统→水解酸化池→接触氧化池+MBR膜系统→出水”。目前该工艺运行存在的主要问题是:系统的芬顿高级氧化效率低,COD降解量少,且在高级氧化反应池内出现大量的黑有机溶剂悬浮在池面上,同时UASB系统的运行效果差,废水中的盐度高(目前盐度问题为通过同生活污水混合处理来降低),生化系统的运行效果差,运营成本居高不下。

本文发布于:2024-09-22 01:27:56,感谢您对本站的认可!

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标签:废水   氧化   工艺
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