隨著工業(yè)的高速發(fā)展，進入水體的化學(xué)合成有機物的數(shù)量種類急劇增加，造成水資源的嚴(yán)重污染，已經(jīng)威脅到了人類的生存與發(fā)展。處理有機廢水經(jīng)濟的是生物處理方法，然而對于那些有毒且難生物降解的有機化合物，往往不能采用生物降解的方法去處理，而不得不考慮用其他方法了。包括有混凝、沉淀、氣浮、高級氧化技術(shù)（ＡＯＴ）等。下面主要談?wù)劯呒壯趸夹g(shù)。近年來，氧化技術(shù)處理廢水的研究取得了顯著進展。廢水的氧化技術(shù)主要是運用超臨界水氧化、光催化氧化、無毒藥荊催化氧化、電化學(xué)氧化、化學(xué)氧化與生物氧化相結(jié)合等手段處理廢水的技術(shù)。
水處理中的氧化示意圖
1、無毒藥劑催化氧化技術(shù) 采用無毒藥劑催化氧化處理有機廢水，尤其是處理有毒有害、難于生物降解的有機污染物，是當(dāng)前水處理技術(shù)研究的熱點課題。 活性嵌可作為廢水催化氧化反應(yīng)的催化劑。與Fenton試劑法相比，COD去除率提高了1.75倍。還可利用金屬氧化物為催化劑，來提高臭氧的利用效率和氧化能力。
2、光催化氧化技術(shù) 光氧化常用的催化劑是 TiO2、H2O2-草酸鐵等無機試劑。通常的懸浮相TiO2光催化氧化法存在著催化劑易失活、易凝聚和難分離等固有弊端。將TiO2負(fù)載在海沙上，作為光氧化反應(yīng)的催化劑克服了上述缺點。還可將TiO2粉末固定在泡沫鎳上的光催化固定技術(shù)，降解廢水中的磺基水楊酸。利用TiO2催化降解有機物時，可利用太陽能來代替UV光源。
3、電化學(xué)氧化技術(shù) 近年來電化學(xué)水處理法得到了改進，在傳統(tǒng)電化學(xué)法的基礎(chǔ)上增加了氧化、催化氧化或光催化氧化作用，有效地突破了微電解技術(shù)的局限，展示了電化學(xué)水處理技術(shù)的綠色特點。利用光透電極和納米結(jié)構(gòu)TiO2作為工作電極和光催化劑，采用光電催化法對水中染料進行電解，發(fā)現(xiàn)與光致分解、光催化降解相比，光電催化降解對三種染料一品紅、鉻藍K、鉻黑T溶液的降解效果好。采用高壓脈沖放電降解法去除水中苯乙酮的研究也取得了較好的效果。 液電脈沖處理水中苯乙酮過程中，在通入O2時，經(jīng)30min放電處理，苯乙酮降解率可達92%。液電脈沖等離子降解法涉及等離子物理、等離子化學(xué)、流體力學(xué)、熱力學(xué)、生物、電工、環(huán)境保護等學(xué)科間的交叉，這種降解法具備了光化學(xué)氧化、高溫?zé)峤到?、超臨界水氧化以及液電空化降解等多種水處理法的綜合效應(yīng)。
4、超臨界水氧化技術(shù)(SCWO) SCWO是對濕式氧化處理難降解有機廢水技術(shù)的改進，是近年來興起的綠色水處理技術(shù)。超臨界水(T>617.5K，P>22.05MPa)具有常態(tài)水所沒有的特性。其溶解性強，擴散系數(shù)大，傳質(zhì)速度快，可作為超臨界水氧化有毒有害有機物的反應(yīng)介質(zhì)。有機物、空氣或氧氣和水在25Mt a和673K以上的溫度可完全互溶。 體系呈均相混臺狀態(tài)，在較短的反應(yīng)停留時問內(nèi)，99.99 %以上的有機物可被迅速氧化成CO-NHO和其他小分子物質(zhì)。該法用于有毒有害、難生物降解的有機廢水的處理尤其有效。氧化產(chǎn)物清潔且無需后續(xù)處理，符合全封閉處理要求。純凈水設(shè)備在較低的有機物含量下，可實現(xiàn)自熱然啟動，運行后無需外界供熱。 因反應(yīng)物混合均勻且反應(yīng)溫度高，反應(yīng)速度大幅加快，故水的停留時間較短，所需反應(yīng)器體積小，結(jié)構(gòu)簡單。
水處理技術(shù)的概述
這促使環(huán)境科學(xué)家和環(huán)保工程師積極開發(fā)和應(yīng)用水處理技術(shù)、水處理技術(shù)的開發(fā)，正在有力推動環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)科的發(fā)展，它是開展環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)科創(chuàng)新研究的一條源泉之路，對于人類社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。
膜分離技術(shù) 膜分離技術(shù)是近二、三十年內(nèi)發(fā)展起來的。與常規(guī)分離方法相比，膜分離過程具有能耗低、單級分離效率高、工藝簡單、不污染環(huán)境等特點，在廢水處理中可實現(xiàn)水的閉路循環(huán)，除污的同時變廢為寶，是符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的綠色技術(shù)。膜分離技術(shù)主要包括微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)反滲透(RO)和電滲析等。近年來這些技術(shù)在水處理的應(yīng)用愈來愈顯示生命力。 世界上每天約有500萬m 的水通過膜分離處理為了適應(yīng)水處理的需要，膜材料的性能逐步得以改進采用無毒無害、可生物降解的材料制備超濾膜。 NF膜在水的軟化方面顯示了其它技術(shù)無可比擬的優(yōu)越性，NF90膜在海島飲用水制備中可有效地去除對人體健康不利的Ca2+、Mg2+等硬度。在較低的操作壓力(<1.0MPa)下，總脫鹽率≥8l%，產(chǎn)水量可達144t/d，淡化水符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。 電滲析作為綠色水處理技術(shù)近年來研究較多。有人采用改性異向膜電滲析法處理化纖廠粘膠單絲淋洗廢水(去酸水)，在工藝上實現(xiàn)了污水閉路循環(huán)，消除了H2SO4和Zn的污染，并把溶解固體濃縮到190g/L，再進行多效蒸發(fā)來回收多余的Na2SO4。濃縮的H2SO4和ZnSO4溶液則返回凝固浴再用，淡化水中的總?cè)芙夤腆w(TDS)下降到0.7g/L以下，因無硬度，故可作洗滌用水。 膜分離技術(shù)正在成為水處理研究與應(yīng)用的熱點，其在水的回用方面起著難以替代的作用。將膜分離技術(shù)與綠色氧化技術(shù)、生物處理技術(shù)聯(lián)合，用于廢水的處理及回用是一個頗有前途的研究與應(yīng)用方向。
污水的濕地處理工藝
污水經(jīng)過土壤滲漏，植物吸收，特別與地表根墊層及節(jié)根部微生物相接觸后，軟化水設(shè)備滲入凈化溝內(nèi)。這一過程使污水在耐水性植物、微生物及土壤聯(lián)合作用下，通過物理、化學(xué)、物理-化學(xué)及生物反應(yīng)使污水得以凈化，其作用機理為：
異養(yǎng)菌+有機質(zhì)+DO→CO2+NH3+H2O
污水中污染物質(zhì)的凈化機理為：
BOD的去除：BOD去除機理包括過濾、吸附和生物氧化作用，其主要氧源是大氣復(fù)氧和水生維管束植物。
SS的去除：沉淀、過濾、吸附作用。
氮的去除：反硝化作用，揮發(fā)和作物吸收。
磷的去除：作物的吸收和土壤的吸附固定。
病原體的去除：吸附作用、過濾作用、生物吞噬及其它不利于病原體生存的條件。
另外，由于凈水溝是泥壩溝，溝邊生有雜草，所以在溝水接近出水泵房處，設(shè)立2～3處攔草網(wǎng)，以保證出水水質(zhì)。
進入凈水溝處理后的水達到排放標(biāo)準(zhǔn)，排入小海生態(tài)塘進行進一步穩(wěn)定利用。排水泵房處，由于水源穩(wěn)定，可進行集中抽水，一般每天啟動3臺泵抽水6～8h即可滿足要求。另外，由于出水中有大量的微生物，所以集水井要求容積盡可能大，并采用周邊進水方式。同時要在集水井內(nèi)水泵喇叭口以上設(shè)置2～3層鐵絲網(wǎng)，減少水流的沖擊，以此消除產(chǎn)生生物泡沫的可能。
與傳統(tǒng)的水處理方法相比，高級氧化法處理難降解有機廢水具有、快速、徹底的優(yōu)點而有著廣闊的應(yīng)用前景。除以上技術(shù)外還有電子輻射法、微波處理法、強電場電離放電方法以及多種高級氧化技術(shù)之間、高級氧化技術(shù)和非高級氧化之間聯(lián)合處理等技術(shù).25%。
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