1. 光化學氧化法:光催化氧化在處理廢水時有哪些優缺點
光催化氧化的優點:
(1)反應條件溫和、氧化能力強。
(2)在染料廢水、表而活性劑、農葯廢水、含油廢水、氰化物廢水、制葯廢水、有機磷化合物、多環芳烴等廢水處理中,都能有效地進行光催化反應,使其轉化為無機小分子,達到完全無害化的目的。
(3)光催化氧化反應對許多無機物,如CN-、Au(CN)2-、I-、SCN-、Cr2O72-、Hg(CH3)2、 Hg2+等的去除也有廣闊的應用前景。
(4)可以破壞氰化物,以及電鍍常用的各種有機螯合劑和添加劑,而達無害化。
(5)可以除去各種水中的微生物、細菌和黴菌。
(6)不僅可以破壞稀溶液(廢水)中的有機物,而且可以破壞濃溶液(槽液)中的有機物。
(7)是一種非常清潔的干處理法,不會引入任何其他物質到體系中。
(8)能徹底破壞有機物而使其轉化為CO2排出,處理的深度比其他方法高。
光催化氧化的缺點:
(1)紫外光的吸收范圍較窄,光能利用率較低,其效率還會受催化劑性質、紫外線波長和反應器的限制,短波紫外線(波長小於1700 A)比長波的效果好,但短波紫外光較難獲得。
(2)光催化氧化需要解決透光度的問題,因為某些廢水(如印染廢水)中的一些懸浮物和較深的色度都不利於光線的透過,會影響光催化效果。
(3)目前使用的催化劑多為納米顆粒(太大時催化效果不好),回收困難,而且光照產生的電子一空穴對易復合而失活。
2. 除草劑廢水處理方法有哪些
除草劑生產過程中排放的廢水,因除草劑品種繁多,除草劑廢水水質復雜,如果能有效處理會對環境產生很大的影響。
一、除草劑廢水的特點
除草劑廢水主要特點有:污染物濃度較高,COD可達每升數萬毫克;毒性大,廢水中除含有農葯和中間體外,還含有酚、砷、汞等有害物質以及許多難以生物降解的物質;有惡臭,對人的呼吸道和粘膜有刺激性;水質、水量不穩定。
二、除草劑廢水處理方法
(一)生物法
在國內,農葯廠家大多建有生化處理裝置,但目前幾乎沒有一家能夠獲得理想的處理效果。因此,對這類廢水的生化處理研究是十分必要的。已有大量研究表明真菌、細菌、藻類等微生物對有農葯有很好的降解作用。生物膜法將微生物細胞固定在填料上,微生物附著於填料生長、繁殖,在其上形成膜狀生物污泥。與常規的活性污泥法相比,生物膜具有生物體積濃度大、存活世代長、微生物種類繁多等優點,尤其適宜於特種菌在廢水體系中的應用。
(二)電解法
鐵炭微電解法是絮凝、吸附、架橋、卷掃、共沉、電沉積、電化學還原等多種作用綜合效應的結果,能有效地去除污染物提高廢水的可生化性。新產生的鐵表面及反應中產生的大量初生態的Fe2
+和原子H具有高化學活性,能改變廢水中許多有機物的結構和特性,使有機物發生斷鏈、開環;微電池電極周圍的電場效應也能使溶液中的帶電離子和膠體附集並沉積在電極上而除去;另外反應產生的Fe2+、Fe3+及
其水合物具有強烈的吸附絮凝活性,能進一步提高處理效果。
(三)氧化法
深度氧化技術可通過氧化劑的組合產生具有高度氧化活性的·OH,被認為是處理難降解有機污染物的最佳技術。引入紫外線、雙氧水聯合作用和調控反應體系pH,可進一步提高臭氧深度氧化法的效率。陳愛因研究表明,紫外光催化臭氧化降解農葯2,
4-二氯苯氧乙酸(2, 4-
D)廢水成效顯著,臭氧/紫外(UV)深度氧化法(比較單獨臭氧化、臭氧/紫外、臭氧/雙氧水、臭氧/雙氧水/紫外4種臭氧化過程)是最好的臭氧化處理方法。2,
4- D 200 mg·L-1的水樣,反應30min,2, 4-D降解完全, 75
min時礦化率達75%以上。鹼性反應氛圍有利於臭氧化反應進行。雙氧水的引入對2, 4-
D降解無明顯促進作用,這是因為雙氧水分解消耗OH-,沒有緩沖的反應體系pH降低,限制了雙氧水的分解和·OH自由基鏈反應。表明添加H2O2對光解效果有一定改善作用,投加量達到75
mg·L-1時,水樣的COD去除率由零投加時的20%提高到40%,但過量投加對處理效果沒有進一步促進作用。曝氣能促進光解效果,特別對UV
/Fenton工藝作用更為顯著,光解水樣2 h後,曝氣條件下的COD
去除率可從不曝氣條件下的30%提高到80%。催化濕式氧化能實現有機污染物的高效降解,同時可以大大降低反應的溫度和壓力,為高濃度難生物降解的有機廢水的處理提供了一種高效的新型技術。催化劑是催化濕式氧化的核心,諸多學者致力於研究開發新型高效的催化劑。
(四)光催化法
銳鈦型的TiO2在紫外光的照射下能產生氧化性極強的羥基自由基,能夠氧化降解有機物,使其轉化為CO2、H2O以及無機物,降解速度快,無二次污染,為降解處理農葯廢水提供了新思路
。對於光催化降解有機物目前關注的問題,一方面是降解過程中的影響因素和降解過程的轉化問題,對納米TiO2的固載化和反應分離一體化成為光催化領域中具有挑戰性的課題之一,另一方面是提高制備催化劑催化效率的問題。
3. 多相臭氧催化氧化處理廢水和均相的區別
目前在城市生活污水中應用最多的就是所謂的活性污泥法,它有處理能力強,回處理後水質好等優勢。其大答致組成包括由曝氣池,沉澱池,污泥排放以及迴流等系統。待處理的污水和活性污泥迴流共同進入曝氣池然後混合,然後在其中與空氣接觸使得含氧量增加,發生代謝反應。經過充分攪拌的混合液變為懸浮狀態,所以其中的有機污染物和氧氣能夠與微生物接觸發生反應。接下來進入的是沉澱池,原來的懸浮固體會在其中沉降而被隔離,所以從沉澱池流出的已經為凈化水。沉澱池裡的污泥一般都會迴流,從而保證曝氣池中的懸浮固體和微生物有一定的濃度。在曝氣池裡的反應會使微生物增殖,所以過多的微生物要排出沉澱池以維持整個系統的穩定性。除需要能夠氧化和分解有機物外,活性污泥還必須有一定凝聚和沉降能力,以便可以使其從混合液中分離,進而在出口得到純凈的水。活性污泥法的缺點在於其基礎建設的成本過高,不易實施。
4. 污水處理廠催化氧化塔壓力大是怎麼回事,有解決的辦法嗎
催化氧復化塔有很多種,不知道貴制單位用的是什麼方式。請按以下五點排查:
1、進水泵是否存在空轉現象,或管道有進氣孔,隨水進入催化氧化塔。
2、催化氧化塔是否存在排水不暢問題導致壓力增加。
3、該催化氧化方式是否有氣體產生,如有增加安全壓力閥。
4、廢水中是否存在大量氨氮,於罐中溢出。
5、是否催化氧化塔發生厭氧反應。
由於具體情況不明,以上僅屬推測。實際情況仍需根據現場情況排查。
5. cod中沒有可生化性的部分在廢水處理中是怎麼被除去的
1催化氧化法 在催化劑作用下,廢水中的有機物可以被強氧化劑氧化分解,有機物結構中的雙鍵斷裂,由大分子氧化成小分子,小分子進一步氧化成二氧化碳和水,使COD大幅度下降,BOD/COD值提高,增加了廢水的可生化性,經深度處理後可達標排放。用催化氧化法處理醫葯工業廢水,可以克服傳統生化處理醫葯廢水效果不明顯的不足,有效地破壞有機物分子的共軛體系,達到去除COD、提高可生化性的目的。催化氧化法中,選擇催化劑和氧化劑是關鍵。選擇合適的催化劑和氧化劑,在適宜的工藝條件下處理的廢水再經過二次處理後可達標排放。如在活性炭載帶過渡金屬氧化物催化劑的催化作用下,採用Cl02作氧化劑處理醫葯廢水,不但處理成本低,氧化性遠高於次氯酸鈉,而且不會生成三鹵甲烷等致癌物質[3]。 2.內電解法內電解法的原理是利用鐵屑中鐵與石墨組分構成微電解的負極和正極,以充入的污水為電解質溶液,在偏酸性介質中,正極產生具有強還原性的新生態氫,能還原重金屬離子和有機污染物。負極生成具有還原性的亞鐵離子。生成的鐵離子、亞鐵離子經水解、聚合形成的氫氧化物聚合體以膠體形式存在,它具有沉澱、絮凝吸附作用,能與污染物一起形成絮體、產生沉澱。應用內電解法可去除廢水中部分色度、部分有機物,並且提高廢水的生化處理性能,增加生物處理對有機物的去除效果。其反應機理為:陽極(Fe): Fe=Fe2++2eE=-0.44V陰極(C): 2H++2e=H2 E=0.00V當有氧時: O2+4H++4e=2H2O E=1.23VO2+2H2O+4e=4OH- E=0.40V 實驗證明,在內電解後,廢水的可生化性能明顯提高,這主要是由於在內電解的過程中產生的新生態氫和亞鐵離子具有較強的還原性,能與廢水中的難降解的有機物發生氧化還原反應,破壞其化學結構,從而提高了生物降解性能。此外。在電極氧化和還原的同時,廢水中某些有色物質也由於參加氧化還原反應而被降解,從而使廢水的色度降低。 3.吸附法吸附法處理廢水是通過活性炭、磺化煤等吸附劑和吸附質(溶質)間的物理吸附、化學吸附以及交換吸附的綜合作用來達到除去污染物的目的。其具有以下特點[4]:(1)活性炭對水中有機物吸附性強;(2)活性炭對水質、水溫及水量的變化有較強的適應能力。對同一種有機污染物的污水,活
6. 濕式催化氧化法處理高濃度有機廢水 國內有成功案例嗎
高濃度有機廢水選擇濕發催化氧化是預處理的有效方法,在國內成功的案例信手拈來。只是在定方案以前,要有專業的工程師花時間做實驗。
7. 廢水處理中催化氧化處理起到什麼作用
純水一號水處理為您解答:
利用催化劑加強氧化劑的分解以加快廢水中污染物與氧化劑之間的化學反應,去除水中的污染物。
8. 廢水中的苯環如何破除
如何破解高濃廢水?用高效催化氧化處理工藝
:一、高濃度廢水背景概述
高濃度難降解廢水越來越多,與此同時隨著生活水平的提高,環保意識增強,人們對難降解的有機物在環境中的遷移、變化越來越關注,然而高濃度難降解有機污染物的處理,是廢水處理的一個難點,難以用常規工藝(如混凝、生化法)處理,這是因為?
一、是此類廢水濃度高,CODcr一般為數萬mg/L,高的甚至達到十多萬mg/L以上;
二、是其中所含是污染物主要是芳烴化合物,BOD/COD很低,一般在0.1以下,難以生物降解;
三、是污染物毒性大,許多物質被列入環境污染物黑名單,如苯胺、硝基苯類等;
四、是無機鹽含量高,達數萬甚至十多萬以上。因此開發高濃度難降解有機廢水的有效處理技術迫在眉睫。常溫常壓下的新型高效催化氧化技術就是在這種背景下應運而生的。
二、高效催化氧化原理
新型高效催化氧化的原理就是在表面催化劑存在的條件下,利用強氧化劑——二氧化氯在常溫常壓下催化氧化廢水中的有機污染物,或直接氧化有機污染物,或將大分子有機污染物氧化成小分子有機污染物,提高廢水的可生化性,較好地去除有機污染物。在降解COD的過程中,打斷有機物分子中的雙鍵發色團,如偶氮基、硝基、硫化羥基、碳亞氨基等,達到脫色的目的,同時有效地提高BOD/COD值,使之易於生化降解。這樣,二氧化氯催化氧化反應在高濃度、高毒性、高含鹽量廢水中充當常規物化預處理和生化處理之間的橋梁。高效表面催化劑(多種稀有金屬類)以活性炭為載體,多重浸漬並經高溫處理。
ClO2在常溫下是黃綠色的類氯性氣體,溶於水中後隨濃度的提高顏色由黃綠色變為橙紅色。其分子中具有19個價電子,有一個未成對的價電子。這個價電子可以在氯與兩個氧原子之間跳來跳去,因此它本身就像一個游離基,這種特殊的分子結構決定了ClO2具有強氧化性。ClO2在水中發生了下列反應:
ClO2 +H2O→HClO3+HCl
ClO2→ClO2 +O2
ClO2+ .HO→HCl+HClO
HClO→O2 +H2O
HClO2+ Cl2 +H2O→HClO3+HCl
氯酸和亞氯酸在酸性較強的溶液里是不穩定的,有很強的氧化性,將進一步分解出氧,最終產物是氯化物。在酸性較強的條件下,二氧化氯回分解並生成氯酸,放出氧,從而氧化、降解廢水中的帶色基團與其他的有機污染物;而在弱酸性條件下,二氧化氯不易分解污染物而是直接和廢水中污染物發生作用並破壞有機物的結構。因此,pH值能影響處理效果。
從上式可以看出,二氧化氯遇水迅速分解,生成多種強氧化劑——HClO3、HClO2、Cl2、H2O2等,並能產生多種氧化能力極強的活性基團(即自由基),這些自由基能激發有機物分子中活潑氫,通過脫氫反應生成R*自由基,成為進一步氧化的誘發劑;還能通過羥基取代反應將芳烴上的——SO3H、——NO2等基團取代下來,生成不穩定的羥基取代中間體,此羥基取代中間體易於發生開環裂解,直至完全分解為無機物;此外ClO2還能將還原性物質如S2—等氧化。二氧化氯的分解產物對色素中的某些基團有取代作用,對色素分子結構中的雙鍵有加成作用。因此,二氧化氯可以很好的氧化分解水中的酚、氯酚、硫醇、仲胺、叔胺等難降解有機物和硫化物、鐵、錳等無機物。
二氧化氯作催化劑的催化氧化過程對含有苯環的廢水有相當好的降解作用,COD的去除率也相當高。但在有機物質的降解過程中,有一些中間產物產生,主要有:草酸、順丁烯二酸、對苯酚和對苯醌等,這就造成了COD的去除率相對較低,但其B/C比即可生化性大大提高。
三、氧化劑制備
二氧化氯採用現場制備的方法,在塔式噴淋反應器內,用氯酸鈉與鹽酸在催化劑存在的條件下反應,生成二氧化氯,反應方程式如下:
NaClO3+HCl → NaCl +ClO2+Cl2
反應過程是在射流作用下使反應器形成負壓,使原料經轉子流量計自動吸入反應器,反應生成二氧化氯,最終被射流帶入水體中。負壓條件可使操作過程比較安全,而且二氧化氯不會外泄,操作環境無異味。在本反應中,可利用催化劑作用,減少氯氣的產生,提高二氧化氯的產率。
四、設計與應用
(一)催化氧化的處理工藝
一般催化氧化的處理工藝為:廢水→物化前處理→催化氧化→配水→生化
工藝說明如下:
⑴前處理採用混凝、沉澱、氣浮、微電解、中和、預曝氣等物化處理方法。經過這些物化處理,去除懸浮物,降低了廢水的COD,調節了pH值,使廢水能更適合進行催化氧化;
⑵催化氧化過程中降低了一部分COD,提高了B/C,使之能更好地進行生化處理,在物化與生化處理之間充當橋梁作用;
(3)催化氧化塔出水進行配水是為了降低含鹽量,使之能更好地進行生化處理;
(4)生化處理的主要目的是進一步降低COD,最大限度地去除有機污染。
(二)催化氧化的處理效果
COD去除率≥70% ;色度去除率≥95 ;揮發酚去除率≥99% ;苯氨類去除率≥95%;硝基苯類去除率≥95% ;氰化物去除率≥99%。
五、鐵碳微電解工藝介紹:
微電解技術是目前處理高濃度有機廢水的一種理想工藝,又稱內電解法。它是在不通電的情況下,利用填充在廢水中的微電解材料自身產生1.2V電位差對廢水進行電解處理,以達到降解有機污染物的目的。當系統通水後,設備內會形成無數的微電池系統,在其作用空間構成一個電場。在處理過程中產生的新生態[H] 、Fe2+ 等能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應,比如能破壞有色廢水中的有色物質的發色基團或助色基團,甚至斷鏈,達到降解脫色的作用;生成的Fe2+ 進一步氧化成Fe3+ ,它們的水合物具有較強的吸附- 絮凝活性,特別是在加鹼調pH 值後生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑,它們的吸附能力遠遠高於一般葯劑水解得到的氫氧化鐵膠體,能大量吸附水中分散的微小顆粒,金屬粒子及有機大分子。
工作原理:基於電化學、氧化- 還原、物理吸附以及絮凝沉澱的共同作用對廢水進行處理。該法具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、操作維護方便,不需消耗電力資源等優點。鐵碳微電解填料用於難降解高濃度廢水的處理可大幅度地降低COD和色度,提高廢水的可生化性,同時可對氨氮的脫除具有很好的效果
鐵碳-芬頓反應器可通過催化氧化方式提高污水的可生化性。
1894年,法國人H,J,HFenton發現採用Fe2++H2O2體系能氧化多種有機物。後人為紀念他將亞鐵鹽和過氧化氫的組合稱為Fenton試劑,它能有效氧化去除傳統廢水處理技術無法去除的難降解有機物,其實質是H2O2在Fe2+的催化作用下生成具有高反應活性的羥基自由(•OH) •OH可與大多數有機物作用使其降解。隨著研究的深入,又把紫外光(UV)、草酸鹽(C2O42-)等引入Fenton試劑中,使其氧化能力大大增強。從廣義上說,Fenton法是利用催化劑、或光輻射、或電化學作用,通過H2O2產生羥基自由基(•OH)處理有機物的技術。近年來,越來越多的研究者把Fenton試劑同別的處理方法結合起來,如生物處理法、超聲波法、混凝法、沉澱法,活性炭法等。
工作原理及主要特點
芬頓試劑為常用的催化試劑,它是由亞鐵鹽和過氧化物組成,當PH值足夠低時,在亞鐵離子的催化作用下,過氧化氫會分解產生OH˙,從而引發一系列的鏈反應。芬頓試劑在水處理中的作用主要包括對有機物的氧化和混凝兩種作用。
氧化作用:芬頓試劑之所以具有非常高的氧化能力,是因為在Fe2+離子的催化作用下H2O2的分解活化能低(34.9kJ/mol),能夠分解產生羥基自基OH•。同其它一些氧化劑相比,羥基自由基具有更高的氧化電極電位,因而具有很強的氧化性能。芬頓試劑處理難降解有機廢水的影響因素根據上述芬頓試劑反應的機理可知,OH•是氧化有機物的有效因子,而[Fe2+]、[H2O2]、[OH]決定了OH•的產量,因而決定了與有機物反應的程度。
電化學作用:鐵碳和電解質溶液接觸時,形成以鐵碳為兩極的原電池。其中碳極的電位高,為陰極,而鐵極的電位低,為陽極。在廢水中,電化學腐蝕作用可以自動進行。由於Fe2+的不斷生成能有效克服陽極的極化作用,從而促進整個體系的電化學反應,使大量的Fe進入溶液,具有較高化學還原活性。電極反應所產生的新生態,能與溶液中許多組分發生氧化還原反應。同時鐵是活潑金屬,它的還原能力可使某些組分還原為還原態。
過濾吸附及共沉澱作用:由鐵屑和碳粒共同構成的內電解反應柱具有良好的過濾作用,反應生成的膠體不但可以強化過濾吸附作用,而且產生新的膠粒。其中心膠核是許多Fe(OH)聚合而成的有巨大比表面積的不溶性粒子。易於裹挾大量的有害物質,並可和多種金屬發生共沉澱作用,達到去除的目的。
電泳作用:在微原電池周圍電場的作用下,廢水中以膠體狀態存在的污染物可在很短的時問內完成電泳沉積作用。即帶電的膠粒在靜電引力和表面能的作用下,向帶有相反電荷的電極移動,附集並沉積在電極上而得以去除。