焦化废水类高浓度难降解有机废水处理的研究进展

焦化废水类高浓度难降解有机废水处理的研究进展（精选6篇）

焦化废水类高浓度难降解有机废水处理的研究进展 篇1

焦化废水类高浓度难降解有机废水处理的研究进展

摘要：在分析焦化废水类高浓度难降解有机废水难以生物处理原因的.基础上,提出 在实施有效的源头治理后,可采用非生物手段结合生物法的处理思路,并介绍了这方面最近几年的主要研究成果.作 者：王俊飒 赵月龙 WANG Jun-sa ZHAO Yue-long 作者单位：王俊飒,WANG Jun-sa(太原市环境监测中心站,山西太原,030002)

赵月龙,ZHAO Yue-long(山西省城乡规划设计研究院,山西太原,030001)

期 刊：科技情报开发与经济 Journal：SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT & ECONOMY年，卷(期)：2010,20(12)分类号：X703关键词：焦化废水 非生物处理技术 研究进展

焦化废水类高浓度难降解有机废水处理的研究进展 篇2

电絮凝过程是电化学反应、传质、气浮等多种因素之间相互耦合的过程。在外加电场作用下, 可溶性阳极产生金属阳离子, 与此同时阴极电解水产生OH-, 二者在本体溶液中相互结合产生金属氢氧化物和多羟基配合物, 最终形成氢氧化物絮体。一部分吸附废水中的有机物后沉入水底, 另一部分则吸附在阴极所产生的H2气泡上, 之后在气浮作用下升至水面。整个电絮凝过程可简单理解为电解絮凝、电解气浮以及电解氧化还原三种作用的结果。

1.1 电解絮凝

在整个电絮凝过程中, 可溶性的阳极板失去电子被氧化生成金属阳离子, 阳离子在电极的表面与水分子形成水合离子, 这些水合离子在不同的PH下在电极表面形成单核水解物, 随后进一步缩合形成多核物, 最终形成了表面有-OH的絮体。这些絮体通过网捕、吸附架、电性中和等对水体中生物难降解的有机物进行吸附并聚合沉淀。

1.2 电解气浮

在电场作用下水体中的H+在阴极板上得到电子后产生大量的H2, 水体中产生的污染物絮体附着在这些小气泡上, 通过气浮作用升至溶液表层, 与电解絮凝协同作用使溶液中的固液组分分离, 提高有机物的去除率。若用吸附动力学解释这个过程可大概分为三步: (1) 氢气在水中的溶解度小, 依靠本身的上升力和水的运动扩散到絮体表面; (2) 絮凝产生的絮体并不是十分密实, 气泡通过毛细管作用在絮体的空隙中扩散, 进而吸附在这些空隙中; (3) 气泡在絮体表面和孔隙中相互碰撞结合。

1.3 电化学氧化还原

在通电情况下, 原水中的有机污染物直接在阳极板上得到电子被氧化降解, 或者依靠水体中电极电势低的阴离子氧化后形成的氧化剂将其氧化为小分子、无害的有机物, 有时甚至可以直接转化为完全无污染的二氧化碳和水。与此同时, 阴极板上形成许多新生态的[H], 这些[H]可以直接还原降解水中的有机污染物。但是电解过程中产生的氧化剂和[H]含量很少, 所以电化学氧化还原作用对污染物的去除效果远低于絮凝和气浮的作用。

2 电絮凝过程在工业水处理中的应用

2.1 染料废水

在染料上色过程以及染料厂的清洗工作中均产生大量的废水, 这些废水中含有大量结构复杂且难以降解的有机物, 不加以处理直接排放会造成很严重的环境污染, 此外不同染料组分的混杂导致废水的处理工作难上加难, 基于此我们必须对其进行严格的处理。然而常规方法对其处理效果并不尽如人意, 电絮凝技术作为一种近年来新兴的技术在处理此类废水上效果明显优于传统水处理技术。一系列研究表明电絮凝技术在对染料废水的处理上效果显著, 应用前景广泛。

2.2 皮革废水

据报道全球皮革厂每年大约使用400万吨的化学试剂, 产生300多万吨的废水以及800万吨的污泥, 而这些数据仍在每年增长。皮革厂的废水中含有高浓度的氯化物, 以及大量的芳香族化合物, 还有许多染料和酸盐, 这些都为皮革废水的处理带来了很大难题。近年来不少科研工作者及企业单位开始用电絮凝的方法处理此类废水。

2.3 屠宰废水

屠宰会产生大量的废水, 这些废水含有高浓度的有机物, 如BOD、COD和氮磷等。此外屠宰残留的血液和排泄物也是氮的重要来源, 其中废水中的NH3-N浓度较高。屠宰过程由于排放水的种类复杂, 排放物难以处理对环境以及生物生存造成了很大影响。近年来用电絮凝的方法对其处理得到了很好的效果。

2.4 造纸废水

造纸工业主要包括制浆和抄纸两个工艺过程, 生产中产生的污水主要来源于前者, 这类污水通常被称为黑水。黑水中含有的脂肪酸、油脂以及多聚糖类物质等, 导致了废水的生物以及化学需氧量都很高, 此外黑水中含有大量的木质素, 造成了资源的浪费。传统方法处理造纸废水时存在二次污染的问题, 同时处理效果也不尽如人意, 而电絮凝工艺作为一种新兴的水处理技术在造纸废水的处理上正在逐步取代传统工艺。

3 电絮凝过程的发展方向

电絮凝技术已经被应用在很多领域, 尤其是对废水处理而言。相对于传统处理方法而言该法有着很多优点, 但是同时也存在着一些缺点, 需要不断改进与完善这种工艺, 对电源形式、极板材料以及多种工艺联合的研究是当前的主要发展方向。

4 结语

电絮凝法作为一种环境友好型电化学水处理技术, 得到了广泛关注同时也得到了很好的应用。但是目前电絮凝技术仍存在很多制约因素, 如何在低能耗条件下达到高的去除率以及如何应对处理过程中出现的各种问题, 这些都是仍需进一步探索。

参考文献

焦化废水类高浓度难降解有机废水处理的研究进展 篇3

Fenton试剂氧化机理及难降解有机工业废水处理研究进展

摘要：系统地分析了经典Fenton试剂法、光-Fenton试剂法和-Fenton法对有机污染物的降解机理,概述了Fenton氧化技术在处理酚类废水、焦化废水、印染废水和农药废水等难降解有机工业废水中的应用研究进展,指出Fenton氧化技术将沿着Photo-Fenton法、电-Fenton法以及和其他处理技术组合的路线向前发展.作 者：李章良 黄建辉 作者单位：莆田学院环境与生命科学系,福建,莆田,351100;莆田学院福建省生态环境及其信息图谱重点实验室,福建,莆田,351100期 刊：韶关学院学报 Journal：JOURNAL OF SHAOGUAN UNIVERSITY年，卷(期)：,31(3)分类号：X703.1关键词：Fenton试剂 反应机理 工业废水 难降解有机污染物 研究进展

焦化废水类高浓度难降解有机废水处理的研究进展 篇4

焦化废水中降解酚优势菌漆酶活性研究

摘要：本实验选取哈依煤气反应器内的活性污泥沉降物作为菌源,以邻甲基酚做为唯一碳源,分离纯化得菌株Enterobacter sp. J11,测定酚浓度、温度、pH值及同酚浓度下的时间变化对于菌株产漆酶活性的影响.结果表明:温度35℃～40℃、pH6.5～7.5、酚800 mg/L条件下菌株生长状态佳,酶活性高;酚浓度一定800 mg/L时,测定了24 h内漆酶随时间的变化,得知菌株8 h后即适应高酚条件.说明该菌株适应能力强、产漆酶稳定.作 者： 作者单位： 期 刊：环境科学与管理   Journal：ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT 年，卷(期)：2010, 35(4) 分类号：X703 关键词：焦化废水    酚    漆酶活性   

焦化废水类高浓度难降解有机废水处理的研究进展 篇5

研究了采用有机复合脱氮剂处理高浓度氨氮废水工艺,使氨氮浓度从高达104mg/L甚至超过105mg/L的.废水经处理后均能达到国家规定的NH3-N一级排放标准(GB18918-),脱氮率达到99.9%以上.实际应用情况表明,该处理工艺节省能耗,工程投资仅为其他脱氮工艺的1/2,且回收经济效益明显.

作 者：李绪忠 陈平王水云 作者单位：李绪忠,王水云(长沙有色冶金设计研究院,湖南,长沙410011)

陈平(长沙氨克环保科技公司,湖南,长沙410011)

焦化废水类高浓度难降解有机废水处理的研究进展 篇6

本文介绍了铁碳微电解技术处理工业废水的作用机理,综述了铁碳微电解技术的研究进展,针对该技术在处理不同工业废水时普遍存在的堵塞、短路、死角、铁屑结块等问题,研发了新型纳米铁碳微电解复合材料及新工艺,并对铁碳微电解技术今后的研究方向进行了展望。

1 铁碳微电解技术的作用机理

铁碳微电解处理工业废水主要是通过原电池反应、氧化还原、絮凝、吸附沉淀和微电场附集效应等交互作用来去除废水中的污染物。但对于不同性质的废水以及不同的反应条件,铁碳微电解的作用机理有所不同[2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19]。

1.1 原电池反应

在电解质溶液中,铁与碳形成原电池。铁为阳极,发生氧化反应:

碳为阴极,发生还原反应,且反应条件不同,还原产物不同。

厌氧条件下:

酸性有氧条件下:

中性、弱碱性有氧条件下:

在酸性有氧条件下阴极反应电势分别为+1.23V和+0.68 V,远大于厌氧条件下的0 V和中性、弱碱性条件下的+0.40 V。因此,在酸性有氧条件下腐蚀反应进行的更快。

1.2 氧化还原

由于Fe0、Fe2+和H2具有较强的还原性能,能与废水中许多氧化性能较强的离子或化合物发生氧化还原反应,从而降低污染物的毒性或提高废水的可生化性。如毒性较强的氧化态Cr2O72-能被还原成毒性较弱的还原态Cr3+[11];难降解的硝基苯能被还原成苯胺,苯胺色素淡,且易被微生物分解,使废水色度降低,可生化性得到提高[12]。

1.3 絮凝、吸附沉淀

铁碳微电解反应体系中产生的Fe2+和Fe3+形成的氢氧化物胶体是很好的絮凝剂,对废水中的悬浮物起到吸附架桥的作用,使污染物团聚,产生共沉淀,从而去除废水中的污染物。另外,Fe2+和Fe3+也会和一些无机物发生反应生成沉淀而去除这些无机物,如与S2-、CN-等反应生成Fe S、Fe3[Fe(CN)6]2、Fe4[Fe(CN)6]3等。

1.4 微电场附集效应

在铁碳微电解反应体系中,阴阳两极间可形成微电场,且两极的电位差越大,微电场作用越强烈。在微电场作用下,废水中分散的带电粒子、胶体颗粒、极性分子及细小污染物等会发生电泳,向相反电荷的电极方向移动并附集在电极上,形成大颗粒后沉淀,实现对色度和COD的去除。

2 铁碳微电解技术的研究进展

Huang等[3]采用厌氧耦合微电解工艺处理含蒽醌的染料废水,当采用单独厌氧(SAT)处理时,废水色度和COD去除率分别为11%和32%;当采用厌氧耦合微电解(ATCM)处理时,色度和COD去除率分别为65%和56%;当采用ATCM结合外加电场处理时,色度和COD去除率达到90%和73%。Jin等[7]采用铁碳颗粒微电解工艺处理制药废水,色度去除率高于90%,COD去除率高于50%,废水的可生化性大大改善。项硕等[10]采用铁碳还原-A/O组合工艺处理氯代硝基苯类生产废水,使邻硝基氯苯质量浓度由80.05 mg/L降至36.53 mg/L,去除率为66.9%;使对硝基氯苯质量浓度由110.10 mg/L降至36.56 mg/L,去除率为67.4%;使氯苯胺质量浓度由331.55 mg/L降至295.49 mg/L,去除率为10.9%;使氯苯质量浓度由6.56 mg/L降至3.37 mg/L,去除率为48.6%。Wang等[11]采用铸铁屑活性炭微电解技术处理含五种萘衍生物的模拟废水,质量浓度为200 mg/L的萘衍生物模拟废水经过120 min处理,萘衍生物去除率为48.9%~92.6%,TOC去除率为42.8%~78.0%;五种萘衍生物去除率从高到低的顺序为萘磺酸钠、2-萘酚、2,7-二羟基萘、1-萘酸、1-萘酚-8-磺酸基盐。Zhou等[12]采用零价铁/活性碳(ZVI/AC)结合超声波(45 k Hz)技术处理起始浓度为1 mmol/L的离子液体[Cnmim]Br(n=2,4,6,8,10)110 min后,降解率达90%以上;单独采用超声波处理,降解不明显;单独采用ZVI/AC处理110 min,降解率为55.6%。潘碌亭等[13]采用催化微电解-UASB组合工艺处理羧甲基纤维素生产废水,控制催化微电解进水p H为3.5,反应时间为75 min,可将废水COD由16~25 g/L降至1 200mg/L以下。黄瑾等[14]采用铁碳微电解技术处理高盐度有机废水,反应初始p H为4.0,铁碳质量比为1,反应时间为60 min,过氧化氢加入量为0.10%(φ),曝气条件下,COD去除率为57.6%,盐去除率为47.0%,处理后废水的可生化性明显改善,BOD5/COD达0.65。王紫薇[15]采用铁碳微电解-厌氧工艺处理农药生产废水,当铁碳质量比为1、溶液p H为3、反应时间为60 min时,COD去除率达49.19%,BOD5/COD从0.15提高至0.26。

3 铁碳微电解的新材料与新工艺

传统的铁碳微电解技术在实际应用中还存在一些问题,如铁屑与活性炭由于本身的密度差异在水中容易产生分层现象;铁屑易产生结垢、钝化、结块;铁屑床层易发生死角、堵塞、短流等现象[9,18],处理效果随着时间的延长逐渐变差。此外,材料使用寿命普遍较短,利用效率低,需要不断地投加铁屑,污泥产量大,污泥处理成本大。故此,研究者正在不断研发新型铁碳微电解复合材料及新工艺。

3.1 纳米铁碳复合材料

目前,纳米铁碳结构主要有两种:1)纳米铁吸附在颗粒碳上;2)纳米铁碳形成核壳式结构。纳米铁吸附在颗粒碳上,主要采用液相吸附还原法[20]。

Hu等[21]采用颗粒活性炭(GAC)作为载体,将1.0 g Fe SO4·7H2O和5.0 g GAC混合溶解在去离子水中形成悬浊液,超声处理15 min,室温下搅拌12 h,实现Fe2+在GAC上的吸附;用体积比为1的乙醇和去离子水将悬浊液稀释5倍;用25 m L浓度为1 mol/L的Na BH4溶液以30滴/min的滴速边搅拌边滴定,还原Fe2+;还原后,黑色固体通过真空过滤瓶过滤;洗涤,60℃下真空干燥。得到的复合材料纳米铁在GAC上的负载量达64.3μmol/g。

Baikousi等[22]用介孔碳(Starbon)作为载体,将450 mg Starbon加到25 m L乙醇和900 mg Fe Cl3·6H2O的混合溶液中,在80℃下快速蒸发溶剂,真空干燥;然后用Na BH4溶液(375 mg Na BH4溶解在50 m L H2O中)逐滴滴加到复合材料上并过滤;乙醇洗涤数次,真空干燥,得到纳米零价铁(n ZVI)/Starbon复合材料。n ZVI在炭基体中均匀分布,复合物材料为核壳式结构,总铁负载量为1 mmol/g。

Zhang等[23]采用Na Cl分散铁颗粒防止铁颗粒聚集,用可生物降解和易溶于水的聚乙烯醇作为碳的前驱体,合成纳米铁碳结构复合材料。合成的纳米铁碳材料是纳米铁核外包一层薄的碳层,不含Na Cl,平均粒径为13 nm。新型纳米铁碳复合材料具有较大的比表面积,且铁碳结合在一起不易发生铁碳分层和结块现象,容易与废水均匀混合,提高了材料的利用效率和强化效果。同时,相比于传统的铁碳微电解技术,新型纳米铁碳复合材料能减少铁泥的生成,降低污泥的处理成本。

研究表明,细小的铁碳颗粒能促进厌氧颗粒污泥的形成,而导电性的铁碳能加强厌氧微生物之间的电子传递,提高其代谢活性,促进污染物的降解[24,25];同时厌氧微生物中的铁还原菌能将铁离子还原为ZVI[26],使得系统中的铁-铁离子能形成良好的循环,从而提高铁的使用寿命。已有研究发现,单独铁及其氧化物和碳的加入能强化有机物的降解和甲烷的产生[27,28,29,30],但是其具体强化机理有待进一步的研究。

3.2 纳米铁碳微电解新工艺

Huang等[20]将n ZVI负载到活性炭纤维(ACFF)上催化去除Cr(Ⅵ),其对Cr(Ⅵ)的去除率为67.0%,高于单独的ACFF(Cr(Ⅵ)的去除率为52.6%)和n ZVI(Cr(Ⅵ)的去除率为59.4%)的处理效果,Cr(Ⅵ)的去除主要是ACFF-n ZVI的吸附和还原作用。

Hu等[21]利用纳米铁碳复合材料(n ZVI/GAC)微电解催化强化类芬顿法去除硝基苯,处理240min后,硝基苯去除率达93%,而单独采用n ZVI或GAC处理的硝基苯去除率分别为31%和20%。n ZVI/GAC复合材料催化强化类芬顿反应,除了GAC良好的吸附性能和由n ZVI产生的芬顿氧化,这种复合催化剂还具有较好的可持续催化能力,因为GAC在铁碳内部微电解体系中可作为电子传递的媒介来促进Fe2+的产生和强化Fe3+/Fe2+的循环。尽管这种新型复合材料的p H适用范围非常有限,但它仍是一种去除难降解有机物的新型廉价高效的催化材料,其催化机理和影响因素还需要进一步的探究。

Baikousi等[22]研究了n ZVI/Starbon对As(Ⅲ)的去除效果,发现在溶液p H为7.0时,n ZVI/Starbon对As(Ⅲ)的去除达26.8 mg/g。

纳米铁碳复合材料在处理难降解化工废水时,强化效果明显高于单独的铁和碳的处理效果。这种新型复合材料在强化难降解和有毒有害化工废水处理方面展现了良好的应用前景。目前最大的瓶颈在于纳米铁碳复合材料的制备工艺较复杂,成本较高,单独的纳米铁碳微电解技术难以迅速推广应用。

4 结语与展望