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UED技術(shù)在工業(yè)廢水深度處理中的應(yīng)用
一、工業(yè)廢水尾水的來源
當前我國工業(yè)廢水處理系統(tǒng)排放的尾水在很大程度上剛剛達到國家的規(guī)定排水標準,隨著國家對水資源的嚴格把控,整個工業(yè)體系將廢水處理系統(tǒng)的尾水作為再生用水的水源已經(jīng)常態(tài)化,常規(guī)的處理工藝在深度降解COD、氨氮等物質(zhì)過程時占用較大的廠房、較長的工藝流程、較多的藥劑投入、較高素質(zhì)的人員操作,不同的工業(yè)廢水處理的工藝路線也各不相同。作為深度處理工藝的原水,現(xiàn)有的處理方式已經(jīng)不能滿足使用需求。
二、工業(yè)廢水尾水特點
工業(yè)廢水尾水具備如下特點:
水質(zhì)復(fù)雜多變:不同行業(yè)和生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水成分不同,廢水處理的尾水水質(zhì)復(fù)雜多變。
污染物去除:經(jīng)過很長的工藝處理后,排放的尾水仍含有少量的COD、氨氮、色度、微量的毒性物質(zhì)等,對尾水深度處理設(shè)備是十分巨大的運行負擔。
排放量大:工業(yè)廢水排放量通常較大。
處理難度大:由于廢水成分復(fù)雜、污染物種類多、處理難度大,需要采用多種處理技術(shù)。
對環(huán)境和人體健康危害大:業(yè)廢水中含有多種有毒有害物質(zhì),對環(huán)境和人體健康造成嚴重影響。未經(jīng)處理的廢水直接排放到環(huán)境中會導(dǎo)致水體污染、土壤污染和生態(tài)破壞等問題。
因此,對于工業(yè)廢水尾水深度處理不論是回用還是達標排放,已經(jīng)成為當前需要解決的實際問題。
三、工業(yè)廢水常用處理工藝
工業(yè)廢水尾水的處理工藝可歸納為以下幾種:
膜分離技術(shù):常用的膜分離技術(shù)包括微濾、納濾、超濾和反滲透等。
吸附方法:活性炭吸附、樹脂置換等。
電化學方法:電絮凝技術(shù)、電滲析技術(shù)等。
上述單一處理方法會產(chǎn)生出大量的廢水,廢水的二次處理增加了整個工藝的運行負荷,通常采用多種工藝聯(lián)合處理,才能保證穩(wěn)定的處理效果。
四、UED設(shè)備
1、UED設(shè)備簡介
UED(Ultimate Electrocatalytic Decomposer)是目前已知最先進、處理能力最強的清潔環(huán)保氧化技術(shù),它采用FCD電極(功能導(dǎo)電金剛廠)為陽極,在接通低壓電(<12V)情況下,可瞬間產(chǎn)生大量強氧化性物質(zhì)如羥基自由基(OH·)等,將各類復(fù)雜的有機分子快速分解并最終轉(zhuǎn)化為無害的CO2和H2O,其反應(yīng)速率較常規(guī)高級氧化技術(shù)(AOPs)提高3-5倍,且對有機分子的分解更為徹底,是去除高難廢水中COD、TOC、氨氮等指標的最佳工藝選擇。
2、反應(yīng)機理
UED電催化氧化技術(shù)降解有機物的途徑包括直接氧化和間接氧化。直接氧化是通過有機污染物吸附在陽極表面以電子轉(zhuǎn)移形式實現(xiàn)有機物的氧化去除,有機物可直接轉(zhuǎn)變成CO2和H2O。間接氧化是通過在陽極表面間接產(chǎn)生自由基等活性中間產(chǎn)物或高氧化性的高價態(tài)金屬氧化物來實現(xiàn)有機污染物的氧化去除。
反應(yīng)機理:
H?O → ·OH + e- + H+
2·OH→ H?O?
Cl- +·OH→ Cl·+OH-
降解污染物方式:
(1) 直接氧化:污染物在電極表面直接被氧化。
(2) 間接氧化:通過電化學反應(yīng)生成具有強氧化性的中間產(chǎn)物,來間接氧化降解污染物。
機理示意圖
3、設(shè)備優(yōu)勢
(1) 廣譜:普遍適用于各行業(yè)高難度廢水處理,且能耐受極端的原水條件(如高鹽、高生物毒性、高濃度)。
(2) 高效:超強的催化氧化分解能力,極短時間內(nèi)實現(xiàn)有機分子的破環(huán)、斷鏈反應(yīng)。
(3) 靈活:源頭處理、預(yù)處理、達標保障,可與常規(guī)工藝無縫銜接。
(4) 清潔:只需用電,無二次污染,常溫常壓運行。
(5) 便捷:標準模塊裝備,無需土建及其他構(gòu)筑物,生產(chǎn)、安裝、維護極度便捷。
4、UED設(shè)備對工業(yè)廢水深度處理效果
某煤化工含酚廢水處理系統(tǒng)尾水UED電催化氧化深度處理,如下表所示。
該煤化工企業(yè)的廢水中主要含酚類、COD等有機溶劑,水量約8900m3/d,經(jīng)過前端的厭氧IC、芬頓、臭氧、厭氧、好氧等,難以達標排入膜系統(tǒng)進水的標準。如表1所示,經(jīng)UED設(shè)備處理,反應(yīng)時間不到7min,原水COD由150mg/L降低至5mg/L以下,達標后滿足后端膜系統(tǒng)進水水質(zhì)要求。
某冶金洗滌廢水處理尾水UED電催化氧化深度處理,如下表所示。
表2為某冶金洗滌廢水處理尾水,水量約200m3/d,洗滌廢水處理尾水COD高于60mg/L不滿足直接排放要求,采用UED設(shè)備進行處理反應(yīng)15min后COD降解到50mg/L,表明該設(shè)備對洗滌廢水處理后尾水COD具有良好的去除能力。