高浓度有机废水处理中的氧化技术应用与改进

・７２・　林业科技情报　２０１Ｏ　Ｖｏｌ＿４２　ＮＩＤ．２　

有机废水处　理中的高　

吴桂芹　级氧化技术　

（黑龙江省林业设计研究院）　

［摘要］　综述了高级氧化技术的原理，介绍了０３，Ｕｖ、Ｈ２　，Ｕｖ、（）３，Ｈ２　０２组合过程、化学氧化技术及电化学氧化技术五种典　

型的高级氧化技术，阐述了高级氧化技术降解有机污水的机理以及在水处理中的应用进展。指出了高级氧化过程应用领域　应扩展到水体中难降解的持久性有机污染物，并应加强高级氧化过程所需新型反应器的研制，以便进一步强化废水的降解，　

提高其处理效率。　

［关键词］　高级氧化技术；有机污染物；废水　

Ｓｅｎｉｏｒ　Ｏｘｙｇｅｎａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　Ｉｎ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｐｏｌｌｕｔａｎｔ　Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　

Ｗｕ　Ｇｕｉｑｉｎ　

（Ｆｏｒｅｓｔ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｏｆ　Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｓｅｎｉｏｒ　ｏｘｙｇｅｎａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　０３，Ｕｖ。　

Ｈ２　０２／Ｕｖ　ａｎｄ　０３／Ｈ２０２，ｃｈｅｍｉｃａｌ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｉｔ　ｓｔａｔｅｓ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｕｓｉｎｇ　ｓｅｎｉｏｒ　ｏｘｙ—　

ｇｅｎａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｔｏ　ｄｅｃｏｍｐｏｓｅ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｗａｔｅｒ　ａｎｔ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｔ　ｉｎ　ｗａｔｅｒ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｉｔ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｕｔ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　

ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｆｉｅｌｄ　ｓｈｏｕｌｄ　ｉｎｃｌｕｄｅ　ｔｈｅ　ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｐｏｌｌｕｔａｎｔ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ　ｔｏ　ｄｅｃｏｍｐｏｓｅ　ｉｎ　ｗａｔｅｒ，ｓｔｕｄｙ　ａｎｄ　ｄｅ—　

化学工程师　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒ　２０１０年第５期　

环：　境：　

三Ｉ二　程　文章编号：１００２—１　１２４（２０１０）０５—００３６—０５　

湿式过氧化物氧化技术处理　

高浓度有毒有机废水研究　

吴大鹏　，孟志国。，杨谊　，尉国红　，关云峰　

（１．盘锦市安全生产监督管理局，辽宁盘锦１２４０００；２．北京城建环保投资发展股份有限公司。北京１００１２４；　３．中国寰球工程公司，北京１０００２９）　

摘要：采用湿式过氧化物氧化技术（ＷＰＯ）处理苯酚丙酮装置产生的高浓度有毒有机废水，并在ＷＰＯ的　基础上投加’活．陛炭，加强催化氧化效果。通过单因素实验确定反应温度１６０￣Ｃ，反应时间１ｈ，进水ｐＨ值为　３．０，Ｈ　Ｏ　投送加量控制在Ｈ　ＯＪＣＯＤ＝Ｏ．５，ＦｅＳＯ　按照ｎ（ｒ２＊）／ｎ（Ｈ＝０．１的比例投加，在活性炭催化作用的强化２０２）　下，ＣＯＤ和苯酚的去除率分别可以达到９０％和９９％以上。　关键词：湿式过氧化物氧化；苯酚丙酮废水；活性炭催化　中图分类号：Ｘ７０３．１　文献标识码：Ａ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｗｅｔ　ｐｅｒｏｘｉｄｅ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｔｒｅａｔｉｎｇ　ｈｉｇｈ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｎｏｘｉｏｕｓ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ＷＵ　Ｄａ—ｐｅｎｇ　，ＭＥＮＧ　Ｚｈｉ—ｇｕｏ　，ＹＡＮＧ　Ｙｉ　，ＷＥＩ　Ｇｕｏ－ｈｏｎ￣，ＧＵＡＮ　Ｙｕｎ—ｆｅｎｓ￣　（１．Ｓａｆｅ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　Ｓｕｐｅｒｖｉｓａｌ　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｐａｎｊｉｎ　１２４０００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｗａｔｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｂｅｒｉｎｇ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＢｅｉＪｉｎｇ　１００８７５，Ｃｈｉｎａ；３．Ｃｈｉｎａ　Ｈｕａｎ　ｑｉｕ　Ｃｏｎｔｒａｃｔｉｎｇ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００２９，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｅｔ　ｐｅｒｏｘｉｄｅ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ（ＷＰＯ）ｗａｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ｔｒｅａｔ　ｈｉｇｈ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｎｏｘｉｏｕｓ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ　ｂｙ　ｐｈｅｎｏｌ　ａｃｅｔｏｎｅ　ｕｎｉｔ．Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ＷＰＯ，ａｃｔｉｖａｔｅｄ　ｃａｒｂｏｎ　ｗａｓ　ａｄｄｅｄ　ｔｏ　ｅｎｈａｎｃｅ　ｔｈｅ　ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ｅｆｆｅｃｔ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｗａｓ　１６０￣Ｃ，ｐＨ＝３，ｔｈｅ　ｆｅｅｄｉｎｇ　ｏｆ　Ｈ２Ｏ２　ｉｓ　ｏｎｅ　ｈａｆｔ　ｏｆ　ＣＯＤ．Ａｄｄｅｄ　ａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ａｍｏｕｎｔ　ａｃｔｉｖａｔｅｄ　ｃａｒｂｏｎ，ｔｈｅ　ｒｅｍｏｖａｌ　ｏｆ　ＣＯＤ　ｃａｎ　ｒｅａｃｈ　ｕｐ　ｔｏ　ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　９０％．Ａｆｔｅｒ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｕｓｉｎｇ　ｏｆ　ａｃｔｉｖａｔｅｄ　ｃａｒｂｏｎ，ｔｈｅ　ｒｅｍｏｖａｌ　ｏｆ　ｐｈｅｎｏｌ　ｓｔａｂｉｌｉｚｅ　ｒｅａｃｈ　ａｔ　ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　９９％．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｅｔ　ｐｅｒｏｘｉｄｅ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｏｆ　ｐｈｅｎｏｌ　ａｎｄ　ａｃｅｔｏｎｅ；ａｃｔｉｖｒｅａｃｈａｔｅｄ　ｃａｒｂｏｎ　

生态与环境工程　—Ｃｈｉｎ—ａ　Ｎｅ—ｗＴｅ　ｃｈｎ　ｏｌｏｚｉ　ｅｓ　ａｎ　ｄ日匪翟函嘲　Ｐｒ０ｄｕｃｔｓ●■　■■●　■　■硼■●　■　

臭氧化技术在高浓度有机废水处理中的应用　曾志航　（惠州市保家环境工程有限公司，广东惠州５１６０００）　摘要：现阶段，改善我国居民生活环境已成为我国城乡建设的重要组成部分，水污染治理也成为我国环境保护的一项　重要工作。当前我国在处理高浓度有机废水处理方面尚未取得理想的成效，因此，积极探索如何有效治理工业污水成为　当务之急。本文介绍了臭氧化技术在高浓度有机废水处理技术，有效降低污水中氮、磷的排放量，对解决我国水环境污　染问题有着非常重要的现实意义。　关键词：臭氧化技术；有机废水；应用　中图分类号：Ｘ７０３　文献标识码：Ａ　１臭氧化技术在高浓度有机废水处　理中的优点　典型的臭氧化废水处理工艺相比　传统的废水处理工艺相比有着如下的优　点：（１）臭氧化工艺由多段臭氧化串　联。系统内整体呈推流形式，元需硝化　液内回流，降低了工艺的运行成本。有　研究显示，在污泥回流比为０．５的条件　下，臭氧化工艺元需硝化液回流就能去　除８５％以上的总氮，但传统的臭氧化工　艺只能达到４０％的脱氮率。而传统的臭　氧化工艺如要获得８０％的脱氮率，需要　５０％的污泥回流比和３５０％的硝化液回流　比。（２）回流污泥直接进入首段的缺氧　段，进水按比例分配进入各级缺氧段，　稀释作用被延迟，系统中形成污泥浓度　梯度。与传统臭氧化工艺相比，在不增　加污泥回流量和二沉池负荷的条件下，　增加了系统中的平均污泥浓度以及较长　的固体停留时间（ＳＲＴ），提高了单位池　容的处理能力，因此能够节省池容，降　低基建投资成本。（３）原水分段从缺氧　段进入系统，为反硝化反应提供碳源，　同时原水中有机碳在缺氧段被有效降解　后进入臭氧段，可以抑制臭氧区内增殖　速率大的异养菌的生长，给属于化能自　养型臭氧细菌的硝化菌提供良好的生长　环境。另外，缺氧段和臭氧段的交替，　可以使系统内的碱度互补，能够减少或　者无需额外投加碱度即可使系统内满足　正常的酸碱平衡。（４）系统内有机底物　沿程分布，系统负荷均衡。　２臭氧化工艺在有机废水处理中的　影响因素　（１）分段数及进水流量分配。分　段数对系统的脱氮效率有直接的影响，　理论上系统的分段数越多，总氮去除率　越高，同时工艺设计和实际运行操作也　更为复杂，因此工程设计中一般不超过　４段。进水流量分配也是臭氧化工艺脱氮　率的重要影响因素，其不仅影响着系统　各臭氧段的硝化负荷，还影响着各缺氧　段的反硝化碳源充足与否。如高氨氮进　水负荷时，遵循等负荷流量分配原则，　可以给硝化菌提供良好的生长环境，保　证出水氨氮达标；按照最优流量分配系　数的方法，则可将进水碳源最大程度用　于反硝化，达到高效脱氮的目的；针对　水力负荷突然加大的情况，为防止污泥　被冲刷流失，可以加大末端进水。（２）　进水碳氮比。进水碳氮比（ＣＯＤ／ＴＫＮ）　是影响臭氧化废水处理工艺的脱氮率重　要因素，其决定缺氧区的反硝化所需的　电子供体数量，适宜的碳氮比可以提高　系统的脱氮率，同时也对进水流量分　配、缺氧段和臭氧段的容积比起决定作　用。（３）溶解氧。由于臭氧化脱氮工艺　的结构特点，缺氧和臭氧频繁交替，因　此需要考虑污水由臭氧段进入缺氧段时　溶解氧（ＤＯ）的携带问题。在满足硝化　反应和有机物降解的情况下，应该最大　程度降低曝气量以减少进入缺氧段的硝　化液中ＤＯ携带量，为反硝化提供良好的　缺氧环境，同时可以减少缺氧区内的可　快速降解有机碳源被氧化消耗，达到碳　源的高效利用。（４）缺氧段与臭氧段的　容积比。臭氧化脱氮工艺中，各段臭氧　区硝化反应的氨氮来源是本段缺氧区的　进水，硝化液直接进入下一段缺氧区进　行反硝化。因此，臭氧段的容积应该与　本段的进水水量及进水的碳氮比相关，　且各级缺氧区的反硝化能力应满足由上　一级臭氧区产生的硝态氮负荷，才能保　ＴＮ能最大程度被去除。　３臭氧化技术在高浓度有机废水处　理中的应用　１９７７年，Ｃｏｏｐｅｒ等首先开展了臭氧　化废水处理工艺的实验室研究。在１９８０　年Ｍｉｙａｊｉ等采用臭氧化工艺处理粪便废　水，总氮去除率可达９０％。至１９８３年，　世界上第一座采用臭氧化工艺的污水处　理厂投入运行。臭氧化工艺相比传统废　水处理工艺具有很多优点，但工艺要实　现最佳控制及达到最优处理效果都比较　复杂，因此，近年来国内外的学者针对　臭氧化脱氮工艺展开了广泛的研究。Ｚｈｕ　等人采用稳态的数学模型研究各段容积　和进水流量分配系数对四段式分段臭氧　化废水处理工艺出水ＴＮ的影响，试验期　间ＴＮ的去除率可高达９０％以上，出水ＴＮ　低于５ｍｇ／Ｌ，且稳态模型预测结果与实测　数据具有良好的相关性。Ｔａｎｇ等根据缺　氧池内ＢＯＤ和硝态氮的量恰好完全反硝　化的原则进行流量分配，通过物料守恒　原理计算出臭氧化工艺相邻两段进水流　量之间的关系及系统最大理论脱氮率的　关系式，并由关系式发现，当系统分段　数超过４段时，系统的脱氮效率提升不　明显。Ｗａｎｇ等人四段式臭氧化工艺针对　实际生活污水展开中试研究，当污泥回　流比为５０％，水力停留时间为９ｈ，ＳＲＴ　为２０ｄ，进水采用等流量分配，系统对　ＣＯＤ、ＮＨ４　Ｎ、ＴＮ和ＴＰ的去除效率分　别达到了８９．５％、９７．８％、７３％和７５％。　Ｖａｉｏｐｏｕｌｏｕ，Ｇｅ，Ｐｅｎｇ等人采用臭氧化与　ＵＣＴＩ艺相结合，研究该组合工艺在不　同的流量分配系数下对ＣＯＤ、ＴＮ和ＴＰ的　去除效率，得到较高的污染物去除率，　同时还发现这种组合工艺在处理低Ｃ／Ｎ比　污水时具有明显优势。Ｘｕ等人采用臭氧　化工艺对徐州市污水处理厂进行改建，　明显改善出水水质。Ｆｉｌｏｓ等人在纽约的　塔尔曼岛污水处理厂采用原位试验研究　了臭氧化工艺的实际运行情况。Ｂｏｙｌｅ等　人针对新西兰奥克兰市的芒哲雷污水处　理厂出水ＴＮ超标的问题，在原有臭氧化　工艺基础上增加内循环系统，改造后大　多数情况下出水ＴＮ浓度能满足达标排放　的要求。Ｋａｙｓｅｒ等人对德国沃尔夫斯堡　的污水处理厂进行调查，该厂采用三段　进水臭氧化废水处理工艺，在进水ＢＯＤ／　ＴＫＮ为５时，出水的总氮浓度可以保持在　ｌＯｍｇ／Ｌ以下。　结语　臭氧化法是一项新兴的高级氧化水　处理技术。因此，进一步提高臭氧的利　用效率和氧化能力是当前要解决的关键　性问题。随着对臭氧氧化反应机理研究　的深入和高效低耗新型臭氧发生装置技　术的开发，臭氧化技术在水处理领域必　将得到更加广泛的应用。　参考文献　【１】李鹏程，刘雷，胡九成．多相催化氧　化法处理酚氰废水的研究［『１．南昌大学学　报，工科版，２００２，２４（０３）：８０－８６．

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高级氧化技术在工业废水处理中的应用

作者：李景波

来源：《环球市场》2017年第03期

摘要：在现代工业生产过程中，产生了大量的高浓度，高毒性，生化性差的工业废水。工业废水高级氧化处理技术能克服普通氧化法存在的问题，对工业废水有很好的降解效果。介绍了高级氧化法的优势，详细阐述了湿式空气氧化法、湿式催化氧化法、超临界水氧化法、光化学氧化法，膜技术的原理和应用领域。高级氧化法处理工业废水同传统的化学氧化法相比，具有氧化能力强、氧化过程无选择性、反应彻底等优点，对含微量难降解有机物废水的处理具有极大的应用价值。

关键词：高级氧化技术；工业废水；处理；应用

1、高级氧化技术及其特性

高级氧化技术是指在一定条件下通过产生具有高反应活性的羟基自由基氧化处理难降解有机废水的一种高效水处理技术。高级氧化技术处理难降解有机废水的关键是产生高活性的羟基自由基，一般采用投加氧化剂和催化剂或者借助紫外线和超声波等多种途径产生。羟基自由基的氧化性极强，其氧化电势仅次于氟，反应活性很高。难降解有机物在强氧化剂作用下被矿化成二氧化碳和水等无机物，得到无害化处理。

2、高级氧化技术在工业废水处理中的应用

2.1 光催化氧化法

光催化氧化技术是指在表面催化剂存在的条件下，利用一定波长的紫外光或可见光，在常温和常压的条件下利用催化剂来加快反应，提高能量利用效率，使其具有更高的氧化能力，达到将废水中有机污染物降解的反应过程。一般光催化氧化技术使用的催化剂有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4等。而在这些半导体催化剂中TiO2具有化学稳定高、催化活性强、可以无选择的矿化各种有机污染物，使有机污染物得到彻底的降解，而且它不产生二次污染、廉价无毒、耐光腐蚀、可回收再利用等诸多优点，因此TiO2是目前使用最广泛的半导体催化剂，最受广大研究者们的重视。