高級(jí)氧化技術(shù)在有機(jī)污水處理中的應(yīng)用
高級(jí)氧化處理作為有效方法,它包括臭氧氧化法、超聲氧化法、光化學(xué)氧化和催化、電化學(xué)氧化法等方法,能有效提高水的利用率,對(duì)水的循環(huán)再利用以及污水有效排放起到一定作用。
1、有機(jī)污水處理面臨的問題
1.1 污水中含有成分較為復(fù)雜
社會(huì)的快速發(fā)展導(dǎo)致化學(xué)物品成分越來越復(fù)雜,工業(yè)產(chǎn)品成分也更為復(fù)雜,隨之導(dǎo)致的企業(yè)、工業(yè)、生活污水水質(zhì)成分更加復(fù)雜,有機(jī)污水處理的難度大大增加,其次,多次循環(huán)利用也在一定程度增加了水質(zhì)的復(fù)雜程度。再者,劣質(zhì)原油等化石燃料產(chǎn)品的生產(chǎn)利用之后的污水處理更加困難,有機(jī)物的再利用過程中會(huì)產(chǎn)生多種化合物,這些有機(jī)物成分復(fù)雜多樣,其中的反應(yīng)還會(huì)有我們已知的副產(chǎn)物,甚至有可能生成或者分解為人類還未探知到的有機(jī)物,這些反應(yīng)會(huì)加劇污水的成分復(fù)雜程度。另一方面,生活污水主要是城市中使用的各種洗滌劑和污水、垃圾以及生活糞便等等,其中含有的無機(jī)有機(jī)鹽類大多無毒,其中生活污水中含氮、磷、硫等無機(jī)元素,這些都是可致病細(xì)菌,這些物質(zhì)成分含量太多還會(huì)引起水生態(tài)系統(tǒng)的富營養(yǎng)化,而化學(xué)污染物又會(huì)通過正常情況下限定植物的無極營養(yǎng)物質(zhì)的增加以及通過分解者的有機(jī)物的增加發(fā)生富營養(yǎng)化,這就會(huì)造成一個(gè)惡性循環(huán)。再者,還有一方面,有機(jī)污水中生物的生存環(huán)境各樣,會(huì)造成物質(zhì)的大量變化以及產(chǎn)生分解,在酸性、堿性、中性條件下有機(jī)污水中的變化完全不同,而且微生物的變化周期十分短暫,導(dǎo)致水體污染原因變得復(fù)雜。污水中成分復(fù)雜使得污水處理面臨更大難度。
1.2 污水中含硫較多
污水中硫的比率在增加,近年來石化企業(yè)進(jìn)口高硫原油的比例增多,污水中流的比例在增多。在有機(jī)污水成分較為復(fù)雜中提到成分中含硫,在此重點(diǎn)介紹硫的產(chǎn)生以及危害,在高級(jí)氧化方法處理有機(jī)污水中,含硫污水的處理又是一大難點(diǎn)與重點(diǎn)。生活污水以及工業(yè)污水含硫量都比較高,化學(xué)物品的廢棄以及原油的廢棄排放都會(huì)含有硫元素,水中的硫化物就包括溶解性的硫化氫,硫酸氫根、亞硫酸氫根、硫酸根以及硫離子,再起懸浮物中還會(huì)有可溶性硫化物、酸可溶性金屬硫化物以及未電解的有機(jī)、無機(jī)類硫化物。硫化氫還很容易從水中飄散到空氣當(dāng)中,從而產(chǎn)生臭味,產(chǎn)生很大的毒性,甚至?xí):θ祟惤】怠R驗(yàn)樗梢耘c人體內(nèi)細(xì)胞色素、氧化酶及該類物質(zhì)中的二硫鍵(-S-S-)發(fā)生作用,然后影響細(xì)胞氧化過程,造成細(xì)胞組織缺氧,從而危及人的生命。硫化氫除自身能腐蝕金屬外,還可以被污水中的微生物氧化成硫酸,進(jìn)而腐蝕下水管道等。
1.3 衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)提高
我國正在建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì),對(duì)工業(yè)企業(yè)以及公民提出更高要求。污水排放標(biāo)準(zhǔn)提高對(duì)工藝技術(shù)也提出更高要求。傳統(tǒng)的污水處理方法已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)如今社會(huì)環(huán)境表標(biāo)準(zhǔn)的要求,石化企業(yè)對(duì)污水必須進(jìn)行更加深度的處理才能滿足國家的排污標(biāo)準(zhǔn)。這就要求人們尋求一個(gè)更高技術(shù)以及更有效的途徑來解決有機(jī)污水問題。因?yàn)樵谥袊l(fā)展過程中,不僅是工業(yè)企業(yè)還是城鎮(zhèn)的污水處理廠所排放的污水排放標(biāo)準(zhǔn)都低于地表標(biāo)準(zhǔn)。例如說現(xiàn)行污水處理廠一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)中,COD允許排放濃度最高為50毫克/升,而《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中,IV類水COD標(biāo)準(zhǔn)限值為30毫克/升,這之間存在著20毫克的差距,即使達(dá)到了地方的要求,還是達(dá)不到地表標(biāo)準(zhǔn)的要求。而且在不同行中,排放標(biāo)準(zhǔn)都不同,就會(huì)導(dǎo)致很多排污單位都能夠達(dá)標(biāo),但是與地表的標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)。所以在近年來,標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格,尤其在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū),對(duì)水污染物的排放和水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提出更高要求,逐步實(shí)施更接近環(huán)境需求的排污標(biāo)準(zhǔn)。這樣逐漸提高的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)處理有機(jī)污水的企業(yè)與工廠來說讓他們對(duì)廢水的再利用提高了難度。
2、高級(jí)氧化技術(shù)的應(yīng)用
2.1 各種氧化方法齊用
我國的高級(jí)氧化技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟,在很多地區(qū)已經(jīng)成熟運(yùn)用,要更有效的處理有機(jī)污水,我們必須尋求高級(jí)氧化技術(shù)這樣的方法,因?yàn)閷?shí)踐證明,在多種的治理方法中,技術(shù)比較缺乏,而且工藝系統(tǒng)有較為復(fù)雜,運(yùn)行起來成本十分高,達(dá)標(biāo)排放也非常困難。例如對(duì)于復(fù)雜有機(jī)物污水的處理,其中污水含有的有機(jī)物成分不同,對(duì)環(huán)境的危害也不同,工業(yè)污水一般也都是濃度較高的有機(jī)污水,此時(shí)便不宜使用好氧工藝進(jìn)行處理,需要使用厭氧-好氧的混合工藝,這樣處理起來經(jīng)濟(jì)效益也較高。再舉例說一項(xiàng)技術(shù)工藝――碳氮硫污染物同步去除生物技術(shù),就是通過組合工藝,優(yōu)化它的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)高效的轉(zhuǎn)化以及處理回收的。研究表明,此項(xiàng)技術(shù)工藝的單質(zhì)生物轉(zhuǎn)化率能達(dá)到90%,這是已經(jīng)達(dá)到國內(nèi)外最好的生物脫硫水平。在處理時(shí)合理利用不同工藝的處理方法,不僅能聯(lián)合的進(jìn)行更好的應(yīng)用,還能節(jié)省成本,還能達(dá)到國家更高標(biāo)準(zhǔn),這也就建議污水處理單位通過不同環(huán)境與情況將這些氧化技術(shù)聯(lián)合使用,能讓方法最優(yōu)化,效果最大化,成本最低化,在現(xiàn)在我國處理的有機(jī)污水的高級(jí)氧化技術(shù)中,其中臭氧氧化法、超聲氧化法、光化學(xué)氧化和催化、電化學(xué)氧化法這些方法都是工業(yè)上常見的方法,技巧性的各種氧化方法使用為有機(jī)污水的處理提供了很好的技術(shù)基礎(chǔ)。
2.2 氧化和催化
不管是生活污水還是工藝污水,其中含流量都比較高,再加工過程中,含硫量也會(huì)較高,還會(huì)在加工過程產(chǎn)生新的含硫物質(zhì),含硫污水的危害在此文已經(jīng)提過,那么在現(xiàn)如今中國最普遍適用的含硫有機(jī)污水處理包括空氣氧化法、堿吸收法、沉淀法、水蒸氣汽提法因等等方法。普遍使用的空氣氧化法和水蒸氣汽提法去硫率較高,有的都可達(dá)到90r/c以上。在這其中,氧化和催化成為最主要的工藝,因?yàn)檠趸ㄝ^為經(jīng)濟(jì),操作可行性高,較為簡單,雖然有些氧化方法不能除去污水中的氮和氰化物,但在使用這個(gè)方法時(shí),可以視情況而定加入一些催化劑,利用這些催化劑與空氣或者化合物的反應(yīng)讓硫元素形成硫酸鹽、硫代硫酸鹽等更易出去的物質(zhì)。這些深度氧化技術(shù)是通過能產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的經(jīng)基自由基,在催化劑、省、光、輻射以及電等等反應(yīng)條件下,將有機(jī)物中難以降解的大分子降解為較為容易或者是無害危害較小的分子,從而進(jìn)一步達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。這些氧化工藝的難易程度可根據(jù)需求進(jìn)行選擇,較其他高級(jí)氧化技術(shù)而言,可運(yùn)用的范圍較廣,是很多城市以及工廠企業(yè)較為常用的技術(shù)工藝,且使用記錄也較悠久,我國在這項(xiàng)催化氧化技術(shù)的應(yīng)用上效果也較為顯著。
2.3 厭氧氨氧化
近年來越來越多的研究人員對(duì)厭氧氨氧化工藝廢水處理進(jìn)行大量的研究,雖然此時(shí)這項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用仍然有較大難度以及一定的局限性,但是研究發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)如果能推廣使用的話將進(jìn)一步推動(dòng)有機(jī)污水處理的進(jìn)程,將會(huì)推進(jìn)處理有機(jī)污水的工程,因?yàn)樗軐?shí)現(xiàn)最短途徑轉(zhuǎn)換,有著高效、低能和可持續(xù)等無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。這也就更鼓勵(lì)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)工藝進(jìn)行更加深入的了解研究,研究人員已經(jīng)提出建議,目前我國已經(jīng)在厭氧氨氧化菌分離及菌種的培養(yǎng)和馴化紅探索厭氧氨氧化工藝的快速啟動(dòng)方法x等項(xiàng)目上的探究取得了一定的結(jié)果,如今鼓勵(lì)相關(guān)研究人員繼續(xù)就這些方面對(duì)厭氧氨氧化技術(shù)工藝?yán)^續(xù)進(jìn)行研究,為日后在全國能廣泛使用提供基礎(chǔ)。例如之前有研究者對(duì)厭氧氨氧化工藝在低氨氮廢水中的應(yīng)用開展了大量研究,研究者就發(fā)現(xiàn)在氨氮含量極低的條件下厭氧氨氧化反應(yīng)也能順利進(jìn)行。在這項(xiàng)工藝技術(shù)中,還處于待人類發(fā)掘推廣的的位置,人們可以在已經(jīng)研究成功的基礎(chǔ)上深入探討,沿著已有的研究成就繼續(xù)努力改進(jìn),而且已有研究指出,影響厭氧氨氧化的因子有:基質(zhì)濃度、溫度pH值、水力停留時(shí)間(HRT)、DO、光等等,如果能解決這些干擾因素,那么對(duì)于這項(xiàng)工藝而言,離它能推廣使用有近了一步,這也進(jìn)一步說明人們完全可以去尋求更加高效的方法,將這項(xiàng)技術(shù)工藝推廣,但這終究是一項(xiàng)非常繁瑣的研究,將是一項(xiàng)困難且漫長的工程。
3、結(jié)束語
隨著我國經(jīng)濟(jì)以及工業(yè)的快速發(fā)展,越來越多地區(qū)的淡水資源已經(jīng)短缺,而合理處理與利用有機(jī)污水逐漸成為棘手之事,但是生活的提升,給污水的處理造成了源頭上的壓力,很多傳統(tǒng)的處理工藝已經(jīng)不再使用,要求人們尋求更高的技術(shù)工藝來解決這個(gè)難題,在研究和運(yùn)用的道路上,人們發(fā)現(xiàn)了高級(jí)氧化技術(shù)能在有機(jī)污水處理中有較好的效果,所以在此文中簡單介紹高級(jí)氧化技術(shù)在有機(jī)物水中的應(yīng)用,此外,更好、更高效的技術(shù)工藝等待人們推廣使用,我們還有很大的提升空間,在處理好環(huán)境的同時(shí)更進(jìn)一步推進(jìn)社會(huì)發(fā)展,造福于人類。(來源:哈爾濱華春藥化環(huán)保技術(shù)開發(fā)有限公司)