下载文档原格式
碱减量废水处理工程实例金艳【摘要】碱减量废水具有CODCr浓度高、碱度高、可生化性差等特点,成为印染行业污染重、处理难度极大的废水.根据废水水质特点,设计采用酸析-电催化氧化-耐盐菌降解-多效催化氧化处理工艺.工程运行结果表明,进水CODCr的质量浓度为25400 mg/L,出水的质量浓度为200 mg/L以下,达到工业园区污水处理厂进水要求,实现了碱减量废水单独处理达标.%As the alkali reduction wastewater has characteristics of high CODCr concentration, high alkalinity, poor biodegradability, and so on, it is a kind of heavy polluted printing and dyeing wastewater which was difficult to be treated. According to the wastewater characteristics, the combined process of acid out-electro-catalytic oxidation-halophilic bacteria degradation-multi catalytic oxidation was adopted, the operating results showed that when the mass concentration of CODCr in influent water was 25400 mg/L, the mass concentration of CODCr in effluent water was below 200 mg/L, which met the influent water quality requirement of the wastewater treatment plant in the industrial park, the independent treatment effect of alkali reduction wastewater reached the standard.【期刊名称】《工业用水与废水》【年(卷),期】2017(048)004【总页数】4页(P68-71)【关键词】碱减量废水;酸析;电催化氧化;耐盐菌【作者】金艳【作者单位】苏州聚智同创环保科技有限公司, 江苏常熟 215513【正文语种】中文【中图分类】X791.031目前，涤纶已成为服装行业的重要原料，人们利用碱减量技术，赋予涤纶织物具有丝绸般的优良特征。
电芬顿法在废水处理的应用本文通过对 electro-Fenton 基本原理、操作过程及影响因素的概述，旨在为从事废水处理研究的人员提供根抵的理论知识，以便其更好的深入研究。
1、概述目前应用于处理环境废水的方法是传统的处理方法，包括物理处理方法和化学处理方法。
然而这些方法对于有毒性的、难降解污染物的处理效果是不明显的，像是丝制品、喷涂过程、印染业和食品工艺中大量使用的合成染料。
而且在使用过程中，这些有毒的染料，在氧化、羟基化或者是其他化学反应作用下，还会形成一些副产物，也对生态和人类的安康造成为了威胁。
随着高级氧化技术(AOPs)的不断发展，其在难降解污染物的处理上发挥了重要的作用。
它是利用活性极强的自由基氧化分解水中的有机污染物，像˙ OH 具有很高的氧化能力，降解氧化水中的污染物，使其转化为 CO2 和 H2O。
Fenton 法就是高级氧化技术的一种，它是利用 Fe2+和 H2O2 反应，生成强氧化性的˙OH ，由于˙OH 具有很高的氧化电位和无选择性，因此其可以降解氧化多种有机污染物。
但由于其在废水处理过程中需要大量的试剂量，像是H2O2，其制备、运输和储藏等花费较高。
而 electro-Fenton 相对降低了这部份花费，它可以通过在适合的阴极附近曝气(氧气或者空气) ，利用电化学持续的产生 H2O2。
本文通过对 electro-Fenton 基本原理、操作过程及影响因素的概述，旨在为从事此项研究的人员提供根抵的理论知识，以便其更好的深入研究。
2、电芬顿法处理废水2.1 基本原理基于传统 Fenton 试剂的作用机理，electro-Fenton 也是由 H2O2 和 Fe2+反应产生强氧化性的˙OH。
其中 H2O2 的电化学产生是通过在阴极充氧或者曝气的条件下，发生氧气的复原生成的，而Fe2+也可以通过阴极的复原反应得到。
在酸性条件下，通过充氧或者曝气的方法，氧气在阴极会发生 2e 复原反应，如式(1)所示，产生 H2O2。
电化学法处理有机废水的机理探讨摘要：全面阐述了电化学法处理生物降解有机污染物的机理和研究进展；并对今后电化学法特别是电催化氧化法处理有机废水的研究进行了展望。
关键词：电化学；有机物；电极；机理1电化学法去除污染物的基本机理1.1电化学还原电化学还原即通过电解法在阴极发生还原反应而去除污染物。
可分为两类：一类是直接还原，即污染物直接在阴极上得到电子而发生还原，。
另一类是间接还原，指利用电化学过程中生成的一些氧化还原媒质，将污染物还原去除，如二氧化硫的间接电化学还原，可转化成单质硫。
1.2电化学氧化一种是直接氧化，即污染物直接在阳极失去电子而发生氧化，在含氰化物、含酚、含醇、含氮有机染料的废水处理中，直接电化学氧化都发挥了非常有效的作用。
另一种是间接氧化，即通过阳极反应生成具有强氧化作用的中间产物或发生阳极反应之外的中间反应，氧化被处理污染物，最终达到氧化降解污染物的目的。
1.3电凝聚作用在电解过程当中，采用铝质或铁质的可溶性阳极，通以直流电后，阳极材料会在电解过程当中发生溶解，形成金属阳离子Fe3+、A13．等，与溶液中的OH －形成Fe(OH)3、AI(OH)3等具有絮凝作用的胶体物质。
这些物质可促使水中的胶态杂质絮凝沉淀，从而实现污染物的去除。
1.4电浮选在对废水进行电化学处理过程中，通过电极反应，主要是在阴极和阳极上分别析出氢气和氧气，产生直径很小(约8-15um)、分散度很高的气泡，作为载体吸附系统中的胶体微粒及悬浮固体上浮，在水面形成泡漠层，用机械方法加以去除，从而达到分离污染物的目的。
可通过调节电流、电极材料、pH值和温度改变产气量及气泡大小，满足不同需要。
1.5光电化学氧化半导体材料通过吸收可见光或紫外光中的能量，并通过产生“电子－空穴”对，储存多余的能量，能使半导体粒子克服热力学屏障，作为催化剂使用，进行光催化反应。
常用的半导体材料有Ti02和Sn02等。
实验研究表明，光催化氧化法对四氯化碳、4－氯酚、苯二酚、p－氨基酸、苯等有机物及多种无机物如CN-、S2－、I－、Br-、Fe2+、C1-等离子都能发生作用，有良好的去除效果。
高氨氮废水处理技术探讨作者：李威来源：《绿色科技》2013年第01期摘要：结合近年来国内高氨氮废水处理的最新研究成果，阐述了关于高氨氮废水的主要处理工艺，并对各工艺的处理效果进行了分析，为今后高氨氮废水的处理提供参考。
关键词：氨氮废水；磷酸铵镁（MAP）沉淀法；吹脱；厌氧氨氧化中图分类号：X703 文献标识码：A文章编号：1674-9944（2013）01-0041-021 引言随着水质富营养化问题的日益严重以及人们对氮危害水环境质量认识的深入，废水处理中对氮的处理标准也日益严格。
氮在溶液中以分子态氮、有机态氮、氨态氮、硝态氮、亚硝态氮及硫氰化物和氰化物等多种形式存在，而氨氮是最主要的存在形式之一[1]。
国内外氨氮废水处理方法主要有吹脱法、膜分离法、MAP 沉淀法、生物脱氨法等。
2 物化法2.1 吹脱法河南某氮肥企业高氨氮废水采用吹脱+ A /O工艺处理的成功实践（当进水氨氮浓度在641～868mg/L时，出水始终稳定在1mg/L左右），远远优于国家规定的排放标准[2]。
周立岱等[3]采用一种新型的空塔吹脱设备代替传统的填料吹脱塔处理高氨氮模拟废水。
研究结果表明：空塔吹脱在废水pH 值约为12 左右，温度为60 ℃，鼓风量为150 L/min 的操作条件下，氨氮吹脱率达63.16%。
空塔吹脱具有操作简单，脱除效率稳定且成本低的优点，适合实际工程中的应用。
2.2 电化学法针对传统高氨氮废水处理工艺存在二次污染、出水氨氮值偏高等问题，鲁剑等[1]采用电化学氧化法对高氨氮配水进行了试验研究，并考察了电流强度、氯离子浓度和面体比对氨氮去除效果的影响，结果表明：在电流强度为9A、投加氯化钠摩尔比（NH3-N/Cl-）为1：4、极板间距为1cm、面体比为40m2/m3时，电解90min后，氨氮浓度可以从2000mg/L降至247.51mg/L。
何绪文等[4]以焦粉为粒子电极，研究三维电极法深度处理高氨氮焦化废水，取得相应的适宜工作参数。
制药废水处理技术研究进展作者：杨忠辉王军磊杨帆来源：《商品与质量·学术观察》2013年第01期摘要：本文介绍了国内外近几年来废水处理的一些新技术分析了制药生产废水的水质特征，针对制药废水的处理难题。
并综述了这些高级氧化技术处理制药废水的特点及研究进展。
关键词：制药废水废水处理高级氧化随着人们对水污染处理技术的深入研究，出现了一系列新技术。
在这些技术中，对于那些难以生物降解或对生物有毒有害的物质处理，高级氧化技术显示出了它们独特的优势，它们能将有害的有机物转化成无害的且易于降解的物质。
因此，高级氧化技术在处理难降解有机污染物的应用领域中具有巨大的发展前景。
1、高级氧化处理技术及研究进展长期以来，有毒有害且难以生物降解的有机物污染着人类的生存环境，人们一直在研究经济有效且环保的新方法、新技术。
目前处理有机污染物的方法各不同，常用的方法包括吸附法、气浮法、混凝沉淀法、蒸馏法、反渗法、活性污泥法、膜分离法等。
高级氧化技术又称深度氧化技术，是运用氧化剂、光照、电、催化剂生成的活性极强的自由基（如·OH等）来降解有机污染物的技术。
·OH的氧化电位是2.8V，仅次于氟的2.87V，它可使难降解有机物发生开环、断键、加成、取代、电子转移等反应，使难降解的大分子有机物转变为易降解的小分子物质，反应最终产物基本上为CO2和H2O，并且无剩余污泥和浓缩物生成。
高级氧化技术主要有Fenton 法、湿式氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、超声氧化法、微波催化氧化法、超临界水氧化法、电化学法等。
1.1 Fenton 试剂法Fenton 法是以铁盐（Fe3+或Fe2+）为催化剂，在H2O2存在的情况下会产生强氧化性的·OH，它能氧化许多有机分子物质，且反应过程不需要高温高压。
Fenton 法反应条件温和，设备也较为简单，适用范围比较广泛。
该法的缺点是氧化能力相对较弱，出水含有大量的铁离子。
第52卷第6期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 6 2023年6月 Liaoning Chemical Industry June，2023收稿日期： 2022-10-17电催化氧化法在工业废水中应用王志博，郭鹏成，许嗣鼎（沈阳建筑大学 市政与环境工程学院，辽宁 沈阳 110168）摘 要： 工业厂中会产生大量废水，未经过处理的工业废水排放到江河湖泊中，会导致环境污染，传统的处理技术受限制，对工业废水中污染物的去除效率低，电催化氧化法可有效去除工业废水中的难降解性物质，在该方法中，材料的制备是关于电极的性能和稳定性的特别重要的步骤，主要通过对电化学阳极的改性提高其催化体系的处理能力。
首先介绍了电催化氧化法的原理，再介绍了电催化氧化法在三种主要工业废水中的应用，并在最后提出了结论与展望。
关 键 词：电催化； 工业废水； 去除率； 苯酚中图分类号：X703.1 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）06-0874-04据资料显示，2015年，我国氨氮的排放总量为229.9万t，化学需氧量的排放总量达到2 223.5 t，污染情况仍十分严重，高级氧化法具有较高的降解性能，在废水处理方面得到了广泛的应用，其通过在水中产生高活性的的氢氧自由基氧化降解水中污染物，而电催化氧化作为AOPs 的一种，不仅降解性能高，还具有反应易控制、中间产物无毒无害、环境友好的优点，在电催化氧化技术中，阳极起主要作用，阳极的主要材质有石墨、贵金属等，对阳极材料的改性是电催化氧化法的主要研究方向，如DSA 电极、BDD 电极[1]。
1 电催化氧化法技术原理电催化氧化法是指在外加电压的条件下，直接或间接氧化降解有机污染物，达到预期处理效果的方法。
1.1 直接氧化直接氧化具体反应过程如图1所示，在外加电压作用下，溶液中的H 2O 分子在阳极附近与金属氧化物反应，释放电子产生氢氧自由基(式1)，一部分的氢氧自由基将氧原子转移给金属氧化物，产生价态更高的金属氧化物（式2）, 若溶液中不含有机物，金属氧化物中的氧会析出（式3，4）,在溶液中含有机物的情况下，活性氧可直接与有机物发生反应（式5，6）[2]。
1 引言
传统的平板二维电极面体比较小，单位槽体处理量小，电流效率低，尤其是在电导率低时，在实践中难以有突破性进展。
针对传统二维电极这一缺陷，在20 世纪60 年代末期Backhurst 提出了三维电极/三元电极的概念，在70—80 年代电化学反应器三维化开始引人注目并首先应用于分析领域，而当时研究三相流化床、滴流床（Tricklebed）等气—液—固系电解槽颇为活跃。
到了90 年代覃奇贤、熊英健等开始探讨三维电极在水处理中的应用，到了21 世纪之后申哲民、曹莹等人开始大范围使用三维电极法处理污水。
在国外，用三维电极处理有机废水的研究非常多。
1991 年S. Stuki 等研制了复极式平板电解槽，电极基体为Ti，阳极涂覆SnO2- Sb2O5/Ti，阴极涂覆Pt，极板间距0.5 cm，处理含酚废水，当电流密度为30 mA/cm2 时，时空产率为6.4 kgCOD/（h·m3）。
1996年C. L. K. Tennakoon[3]研制用于处理人尿的三维电极，粒子电极采用陶瓷表面涂覆SnO2- Sb2O5，当电流密度为10 mA/cm2时，时空产率达到22 kgCOD/（h·m3）。
日本专利[4]报道以石墨—C—金属填充电极处理苯酚、微生物，以石墨颗粒填充阳极处理含油废水，ZhouDing[5]以8：1：2 的活性炭—云母—二氧化硅作为填料，采用无隔膜的复极性床处理印染废水，脱色率大于99%，BOD，COD去除率大于80%。
美国专利[6]以填充床处理含细菌废水，可以使细菌从6×106 个/mL 降到0，操作时的电流密度达到2 A/dm2。
三维电极能够增加电解槽的面体比，提高电流效率和处理能力，还易于实现连续操作，可以在不同电流密度下进行操作。
三维电极法的另一个特点是不使用或较少量使用化学药品，后处理简单，占地面积小，处理能力大，管理方便等，国外称为清洁处理法。
它能克服原来平板电极存在的缺点，增加单位槽体积的电极表面积，增大物质移动速度，因此，单位槽体积的处理量增大，能有效提高电导率低的处理液的电解效率。
2 三维电极法在有机废水处理中的应用
国内外对三维电极用于处理含金属废水的机理研究有了定论，但在处理有机废水的机理中还有争论。
一般认为电解产生的H2O2 和·OH 在降解污染物过程中发挥最主要的作用。
当阴极上通过电解产生或外界提供的O2 时发生还原产生H2O2[9]，反应过程如下:
酸性条件下：O2+2H++2e→H2O2
碱性条件下：O2+H2O+2e→HO2-+OH-
HO2-+H2O→H2O2+OH-
当体系中存在金属催化剂时，会产生·OH。
Mred为还原态的金属催化剂，Mox 表示氧化态。
酸性条件下:Mred+H2O2+H+→Mox+·OH+H2O
碱性条件下:Mred+H2O2→Mox+·OH+OH-
羟基自由基·OH 是高度活性的强氧化剂，对有机物的氧化作用具有广谱性，可将水中的有机物分解，其对有机物的氧化作用主要包括脱氢反应、亲电子反应和电子转移反应。
随着工业的快速发展，我国经济和人们的生活水平都得到了极大的提高，但是随之而来的环境问题也日益突出。
毒性大、浓度高且难以生化降解的印染废水、焦化废水、EDTA 废水、苯酚废水等有机废水已成为当前水处理研究的热点。
印染废水的组成非常复杂，是一种难降解的有机废水。
如何对其进行无害化处理，一直深受研究者的关注。
目前印染废水的处理方法有：物理法、化学法、生物法及其联用方法。
物理法成本低，脱色效果较好，但后处理比较复杂，易产生二次污染；化学法是提高污水处理效率的有效途径，但成本高；生物法的处理成本低，但对染色分子的降解效果差，需要用絮凝沉淀处理，污泥产生二次污染。
可见，常规的废水处理方法已经很难使印染废水净化。
焦化废水由于水量大、成分复杂属于难降解的高浓度有机污水，现有各种处理工艺主要是以生物法为主而派生出来的不同处理技术的组合，但这些处理工艺在实际运行过程中大部分难以达到国家所要求的排放标准和企业回用要求，或者由于处理成本过高，影响了正常的运行。
在前期对微电解处理垃圾渗滤液研究的基础上，拟采用弱直流电三维电极工艺处理焦化废水，通过实验研究寻找最佳的运行参数。
近年来，深度氧化技术（Advanced oxidation processes）作为治理EDTA 废水的一条重要途径，受到了人们的广泛关注。
该技术主要是通过氧化性极强的·OH自由基与有机物之间的加合、取代和电子转移等使污染物矿化。
苯酚广泛应用于制药及化工生产中，具有毒性大、难生物降解等特点，对人类及环境都有很大的危害。
李翠丹、谢四才、柴立元、夏怡等分别利用三维电极法对印染废水、焦化废水、EDTA 废水、苯酚废水进行处理，对废水的进水量，pH，水温和三维电极的电极种类、电压、电导率、电流、电解时间等方面进行了论述，实验条件及结果见表1。
表1 三维电极法处理有机废水实验条件及结果
由表1 可知，三维电极法在一定的条件下用于处理有机废水有很好的效果。
3 与其他技术联合使用
3.1 与Fenton 试剂组合
Fenton 试剂是由H2O2 和Fe2+ 组成的酸性混合物，Fenton 反应和电解反应生成·OH 的氧化电位达2.8 V，具有很强的氧化能力[21]。
司长代等利用Fenton 试剂—砂滤法组合即采用活性炭三维电极法与Fenton 试剂相结合处理混凝沉淀后的马铃薯淀粉废水。
实验条件及结果见表2。
表2 三维电极与Fenton 试剂组合处理马铃薯废水实验条件及结果
硝基苯（NB）是一种典型的化学氧化难、生物降解差、有毒的有机污染物，它来源于炸药、印染、农药、医药等工业排放的废水。
这类有机污染物若直接排放入环境中，经扩散和迁移作用将对环境产生严重的污染，对人和生物都有极强的毒害作用[23]。
肖凯军等[24]采用三维电极—电Fenton 耦合法处理硝基苯废水，考察了废水中有机物降解的影响因素及废水处理效果，并与三维电极法、普通电Fenton 法去除硝基苯的效果进行了对比，进一步证明了三维电极—电Fenton 耦合法较三维电极法、普通电Fenton法具有更好的硝基苯类物质去除效果。
实验条件及结果见表3。
表3 三维电极与Fenton 试剂组合处理硝基苯废水实验条件及结果
3.2 与炭膜耦合
高含盐染色废水因其含盐量高、有机物含量高、毒性大使常规处理方法（微生物法等）难以达到理想的处理效果，故被称为难治理工业废水。
炭膜是一种新型无机功能分离膜，具有良好的截留率和选择分离功能，除耐高温、耐腐蚀等特点，其导电性是炭膜的一个重要特征。
另外，炭膜制备原料来源广、价格低，制作工艺简便易行，具有广阔的应用前景。
目前，炭膜处理染色废水的研究也有一些报道。
赵建伟等以高含盐、高COD 染色废水为处理对象，研究新型的炭膜与三维电极耦合技术对其降解过程。
通过对比三维电极工艺，考察了炭膜与三维电极耦合技术降解高含盐、高COD 染色废水的优越性，并研究了反应器参数对耦合技术处理效果的影响。
实验条件及结果见表4。
表4 三维电极与炭膜耦合处理染色废水实验条件及结果
3.3 与超声协同组合
曹志斌等研究采用自制三相三维电极反应器，在超声的协同作用下，对甲基橙模拟染料废水进行降解实验。
在超声协同三维电极作用下，推测难降解有机污染物在超声协同三维电极氧化作用下可分为3 个不可逆的过程：有机污染物被氧化为醌类物质；醌类物质发生开环反应生成脂肪族化合物；脂肪族化合物被矿化为CO2 和H2O。
实验条件及结果见表5。
表5 三维电极与超声波协同处理甲基橙染料废水实验条件及结果
3.4 与生物膜组合
生物膜电极法是近年来出现的一种新兴技术，即采用固定化技术将微生物固定在电极表面，形成一层生物膜，然后在电极间通以一定的电流，使污染物在生物和电化学双重作用下得到降解。
在处理生物难降解或电解处理不够彻底的废水方面显示了一定的优越性。
许宁等在三维电极—生物膜法研究过程中，首先研究了外加电场对菌XL1 生长及苯酚降解的影响。
表6 三维电极与生物膜组合处理苯酚废水实验条件及结果
4 结语
三维电极的研究虽然已经开展30 多年，在基础理论研究方面，其宏观理论也达成一些共识，但在微观即在原子、分子水平上的研究仍待深入，尤其关于电极表面实际反应历程、反应动力学、热力学均缺乏深入研究。
这就需要运用现代实验方法和手段深入研究电极表面的物理化学反应过程，在详实的实验数据基础上建立各类三维电极反应过程的理论模型。
三维电极法要运用于废水处理的实践之中取得广泛应用，仍需采取各类措施提高效率，降低处理费用。
这就需要从各方面进行一系列的研究，设计出科学而紧凑的床体结构，优化各项操作参数，改进填料、电源方式等。
实际应用中为了使三维电解法在废水处理领域中得到广泛应用与发展，电解反应器结构的研制与改进、新型高效阳极材料的研制以及与其他方法的联用必将成为人们研究的热点。
