濕式氧化法的應(yīng)用
目前,濕式氧化法的應(yīng)用主要為兩大方面,一是用于高濃度難降解有機(jī)廢水生化處理的預(yù)處理,提高可生化性;二是用于處理有毒有害的工業(yè)廢水。
(1)處理農(nóng)藥廢水
我國是一個農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)藥耗量相當(dāng)大,據(jù)不完全統(tǒng)計,我國生產(chǎn)的農(nóng)藥包括殺蟲劑,除草劑等一百多種,年產(chǎn)量逾20萬噸,其中主要是有機(jī)磷農(nóng)藥。農(nóng)藥廢水具有的特點是:①水量少;②濃度高(COD在5000mg/L以上);③水質(zhì)變化大;④成分復(fù)雜,毒性大。國內(nèi)的處理方法大都是預(yù)處理之后進(jìn)行生化處理。常用的預(yù)處理方法有堿解法、酸堿法、沉淀萃取法和溶劑萃取法等,這些技術(shù)理論上可以將農(nóng)藥中的有毒成分分解為無毒產(chǎn)物或分離出來,但實際應(yīng)用中,目前的處理技術(shù)并不能完全分解或分離廢水中的有毒成分,進(jìn)入生化處理前還需要高倍稀釋降低毒性,因而預(yù)處理的意義不大,并且還使生化法的負(fù)荷增加,藥劑投加量及運(yùn)行費用也均上升。而采用濕式氧化,則可達(dá)到較好的處理效果。
Randall T.L及Knopp P.V等人采用濕式氧化技術(shù)對多種農(nóng)藥廢水進(jìn)行了試驗,當(dāng)溫度在204~316℃范圍內(nèi),廢水中烴類有機(jī)物及其鹵化物的分解率達(dá)到或超過99%,甚至連一般化學(xué)氧化難以處理的氯代物如多氯聯(lián)苯(PCB)、DDT等通過濕式氧化,毒性也降低了99%,大大提高了處理出水的可生化性,使得后續(xù)的生化處理能得以順利進(jìn)行。國內(nèi)在此領(lǐng)域也有多人做過研究。侯紀(jì)蓉等人應(yīng)用濕式氧化對樂果廢水作預(yù)處理,在溫度為225~240℃,壓力為6.5~7.5Mpa,停留時間為1~1.2h的條件下,有機(jī)磷去除率為93~95%,有機(jī)硫去除率為80~88%,未經(jīng)回收甲醇,COD去除率為40~45%。
(2)處理含酚廢水
含酚廢水具有廣泛的來源,如焦化廢水,煤氣化廢水,石油化工廢水,高分子材料生產(chǎn)廢水。制藥農(nóng)藥生產(chǎn)等行業(yè)也產(chǎn)生大量的高濃度含酚廢水。一般的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水體中含酚的最高允許濃度極低(我國飲用水水體≤0.002 mg/L,美國0.001 mg/L),因此含酚廢水的治理是一項具有普遍重要性的課題。目前傳統(tǒng)的處理技術(shù)均存在各種各樣的問題:萃取法達(dá)標(biāo)困難,溶劑消耗量大;吸附法要求程度較高的預(yù)處理,吸附劑價格昂貴;化學(xué)氧化法處理效果好,但氧化劑費用很高。相比之下,采用濕式氧化處理含酚廢水具有較好的應(yīng)用前景:出水處理效果穩(wěn)定,可生化性好,不太高的進(jìn)水濃度可以處理后直接排放;若進(jìn)水濃度極高可以輔以生化法。國內(nèi)張秋波、唐受印等人做了大量研究,結(jié)果如表所示。
濕式氧化處理含酚廢水
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(3)處理染料廢水
我國的染料工業(yè)發(fā)展蓬勃,產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的1/5,僅就上海而言,13個染料廠生產(chǎn)的染料就有包括分散染料、陽離子染料、活性染料等在內(nèi)的十大類500多個品種,年產(chǎn)量達(dá)13000噸,年排放廢水量1560萬噸。廢水中所含的污染物有以苯、酚、萘、蒽、醌為母體的氨基物,硝基物、胺類、磺化物、鹵化物等,這些物質(zhì)多是極性物質(zhì),易溶于水,成分復(fù)雜、濃度高、毒性大,COD一般均在5000mg/L以上,甚至高達(dá)7.5萬mg/L;而近年來的新型染料均為抗氧化、抗生物降解型,處理難度日益增加,一般的物化和生化方法均難以勝任,出水無法滿足排放要求。濕式氧化技術(shù)能有效破除染料廢水中的有毒成分,分解有機(jī)物,提高廢水的可生化性。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn):活性染料和酸性染料適合濕式氧化,而直接染料稍難以空氣氧化。而多數(shù)染料是酸性類型的,故采用濕式氧化法處理染料廢水具有較大潛力。在200℃,總壓6.0~6.3Mpa,進(jìn)水COD為3280~4880mg/L的條件下,活性染料、酸性染料和直接耐曬黑染料廢水的COD去除率分別為83.6%、65%、50%。
(4)處理污泥
隨著現(xiàn)代化城市的日益發(fā)展,各種廢水的排放量迅速遞增,使城市污水廠的污水處理趨向中型和大型化的集中處理,而如何使伴隨污水處理而產(chǎn)生的大量活性污泥得到合理有效的處理,對于水處理工作者而言,具有重要的現(xiàn)實意義。
濕式氧化法在處理高濃度有機(jī)廢水方面已受到了廣泛重視并有了長足的發(fā)展,考慮到活性污泥從物質(zhì)結(jié)構(gòu)方面與高濃度有機(jī)廢水十分相似,因此,若將該技術(shù)成功運(yùn)用于城市污水廠活性污泥的處理,將會具有廣泛的應(yīng)用前景。顧軍等人經(jīng)過試驗研究發(fā)現(xiàn),活性污泥經(jīng)濕式氧化后,可生化性能得到顯著提高。在溫度180℃、混合壓力5.0Mpa、反應(yīng)20min時,流出液的B/C值可從反應(yīng)前的26%增大到40%以上。
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