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—PAGE\*MERGEFORMAT7— 难降解有机物废水处理高级氧化技术 工业发展中,医药、印染、油气开采、造纸、石化等领域都会产生大量废水。废水内物质成分复杂,COD、盐分及有毒物质含量多变,种类较多,整体处理难度较大,且含较多难降解有机物,容易造成环境风险。高级氧化技术,作为废水处理领域中较为成熟的技术之一,在难降解有机物的处理中效果明显,整体技术价值突出。 1、废水中难降解的有机物 废水中难降解有机物主要是指在任何条件下都难以快速降解的有机物。生活、化工生产、农业中的难降解废水有机物,主要来自农药、纺织印染、化工厂排渣等。具体包括多环芳烃类化合物、有机氰化合物、杂环类化合物、合成洗涤剂、农药、增塑剂、多氯联苯等。该类废水有机物浓度较高,有机物内COD较多,且水质成分复杂,内含较多氮化物、有毒物质、硫化物,若不及时处理,会因自身强酸强碱特性影响周边环境。不仅如此,难降解废水有机物危害性较强,水体会直接存在厌氧、氧气不足等情况,使得水体内生物受到影响,土壤环境受损,容易危害人体健康。 2、高级氧化技术分析 2.1基本概念 高级氧化技术,主要是指特定压力、温度条件下,利用具有高反应活性的·OH来降解有机物,使有机物内大分子转变为容易降解的小分子,随后可通过氧化降解处理这类污染物。羟基自由基是高级氧化技术实践核心,其产生路径包括催化剂、氧化剂等。根据难降解有机物处理时所用氧化条件,将高级氧化技术分为光催化氧化法、Fenton试剂法、超声化学氧化法、组合类臭氧法、生物法等类型。 2.2高级氧化方法 Fenton试剂法是将“亚铁离子”作为催化剂,在催化有机物内的H2O2后,可加快难降解有机物氧化、降解速度。而组合类臭氧法是通过难降解有机物与臭氧的相互作用,改变多环芳烃类化合物、有机氰化合物、杂环类化合物等物质的浓度,使其成为低分子、容易过滤或降解的有机物。 生物法是借助微生物本身的降解原理,处理废水中的难降解有机物。人为处理后,微生物生存条件改变,其在大量繁殖后可有效促使有机物氧化、分解。废水内难降解有机物处理中,其氧化方法包括生物酶法、厌氧法等。光催化氧化法则是基于“半导体能带理论”,根据有机物中N型半导体的功能,促使物质内光子处于激发态,空穴电子保持较高活性,在电场作用下,半导体颗粒则可将原本难以吸收的物质氧化,还原废水内有机物的电子。 2.3技术应用前景 现阶段,废水处理领域中,高级氧化技术成为研究热点。相较于传统工艺,应用较为广泛的高级氧化技术整体降解速度快,所用设备相对简单,能够在废水处理、净化中占主要技术优势。不仅如此,高级氧化技术在废水内难降解有机物的处理中,所涉学科较多,对催化剂、电辐射、氧化剂、光辐射运用较为灵活,可高效率生成降解所需的“羟基自由基”。其在反应后可实现有机化合物内电子转移、化合物相互取代等目标,且将水体内部分有毒大分子物质转变为无毒物质,或直接将难降解有机物降解为H2O、CO2,使该物质与矿化接近。 3、高级氧化技术应用 3.1石化工业废水 3.1.1处理技术 石化工业废水中难降解有机物含量高且种类还多,内部成分复杂,且毒性大。所以在应用高级氧化技术时,针对不同来源地的石化废水,需采用不同的降解方法。例如,针对盐分较高的化工生产废水,可采用Fenton氧化工艺、吸附法处理,具体流程是在使用活性炭完成吸附后,去除废水内51.2%的COD;或是联合运用吸附法、Fenton氧化剂,将废水内有机物质降解率提高至95%。 3.1.2案例分析 某化工厂在处理质量浓度为500mg/L的难降解有机物废水时,整体处理量为1000m3/d,进水pH为8~10。所用Fenton氧化剂包括FeSO4、DMF、H2SO4、H2O2、F试剂、Q试剂等。在Fenton氧化剂作用下,难降解有机物中的·OH可在氧化中降解,且在电位变高后自动产生Fe(OH)3,以此降低有机物内的COD含量,完成有机物降解任务。 实验步骤:1)配制FeSO4溶液。准确称量符合难降解有机物处理要求的FeSO4,将其倒入去离子水中,沸腾1h后等待其溶解。催化剂溶解后,将其转移到容量瓶内,与刻度线保持距离,待瓶内催化剂溶液冷却后,用硫酸改变废水的pH值。酸碱度为3后,定量去离子水,将催化剂转移到其他瓶内密封。需要注意的是,FeSO4溶液会出现变色反应,所以需及时重新配制该催化剂溶液。2)将难降解废水倒入加热装置内,使用恒温系统搅拌、加热,直到废水的pH值为酸性,倒入DMF溶液。3)计算废水浓度,若处理系统中DMF浓度变高,则应及时调整FeSO4溶液的用量。 在石化废水处理中,放置FeSO4溶液这类Fenton氧化剂时,若难降解有机物中DMF质量浓度为80g/L,所用有机碳含量则为41.39g/L。但为确保有机碳处于无机化状态,则需及时添加Fent