高濃度有機(jī)廢水處理方法探討與研究

湖南蒙拓環(huán)境科技有限公司 劉羽翼

一、前言

以往傳統(tǒng)的水處理方法能夠有效降低非集中的有機(jī)物濃度，但將其應(yīng)用在高濃度有機(jī)廢水中還存在許多不足，而電化學(xué)處理方法的應(yīng)用能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)水處理方法中的不足，為此文章主要是對(duì)電化學(xué)在高濃度有機(jī)廢水的應(yīng)用展開了研究和探討。

二、水體中有機(jī)污染物概況

（一）污染狀況

水環(huán)境有機(jī)污染已成為全球問題，其中的嚴(yán)重程度，性質(zhì)和危害會(huì)隨著行業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。特別是20世紀(jì)50年代以來，化工行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)啟用了類型和數(shù)量作為每天增加的合成有機(jī)化合物的統(tǒng)計(jì)維度。1880年—1910年，已知12,000種，有機(jī)化合物150,000,1978年增加到500萬個(gè)[1]。目前，已知超過700萬有機(jī)物種，仍然達(dá)到數(shù)千次一年。這些有機(jī)物質(zhì)以各種方式進(jìn)入環(huán)境，發(fā)現(xiàn)了超過10,000種物種。我國水有機(jī)污染加劇，水環(huán)境中的有機(jī)污染不容忽視，危害非常大，解決此問題已經(jīng)是迫在眉睫。需要多方面的保護(hù)水資源，而最為關(guān)鍵的是要嚴(yán)格控制及減少污水的排放量。而研究如何有效地進(jìn)行污水技術(shù)處理、發(fā)展、應(yīng)用等，有著十分重要的意義。

（二）水中有機(jī)污染物處理技術(shù)

1.“物理法”水處理技術(shù)

最直接、簡單的方法就是利用空氣吹氣法，將水里的有機(jī)物質(zhì)除去，原理和過程更簡單，限于水中的揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)，從而除去三鹵代甲烷特別有效，該方法不適用于非常有效的揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)和移除的保險(xiǎn)副產(chǎn)物前體，污染物物質(zhì)從液相轉(zhuǎn)移到氣相，并且需要加工的有機(jī)物質(zhì)，這可能導(dǎo)致二次污染，活性炭是多孔物質(zhì)，以及內(nèi)部表面積和內(nèi)表面積微觀物質(zhì)占總面積的原因，初始活性炭在水中主要起到去除色度并嗅探，現(xiàn)在用它去除生物。溶劑萃取方法是實(shí)現(xiàn)具有差異的液體放電過程，其分布在兩種富溶液中，這種技術(shù)在對(duì)超高濃度有機(jī)廢水資源回收中最為主要的方法之一。在刪除某種溶解廢水，可以在廢水中誘導(dǎo)松散的癥狀，但溶劑不溶于水，但可以解決污染物，用廢水混合，因此由于差異溶解性，大部分污染物被轉(zhuǎn)移到溶劑中相和萃取劑的溶劑，如果廢水難以降低多甲烷烴，聚苯酚，硝基苯基磺酸等，提取方法是第一種選擇方法。通過多組分溶劑，合成的分離、分級(jí)、富集和純化，并被全面稱為膜分離，以及當(dāng)前廢水處理中的電流廢水處理。電滲析方法的使用是電滲析、反滲透、超濾技術(shù)的順序，曾用于處理過某省的黑葡萄酒及造紙廠，通過處理，可以恢復(fù)黑葡萄酒的堿。污水處理中的反滲透和重新使用廣泛用于技術(shù)、分離，濃縮廢物和超濾到低壓膜分離技術(shù)，采用印染應(yīng)用，金屬加工和纖維處理。在美國，日本和歐洲的許多發(fā)達(dá)國家，低壓膜過濾技術(shù)用于取代原始的常規(guī)加工。按照薄膜孔徑的尺寸，薄膜處理可分為微濾，超濾，納濾，和反滲透。美國建造了科羅拉多州第一家膜分離廠，此技術(shù)在一些歐洲國家也得到了迅速發(fā)展。目前有一些水廠和超過1000m3/d。中國，膜技術(shù)也應(yīng)用于工業(yè)廢水處理，城市廢水處理，咸水脫鹽，純水制備和超純水等[2-3]。

2.“化學(xué)法”水處理技術(shù)

去除氧化劑中的水中有機(jī)物的方法可采用試劑氧化法，這和降低除去水里的有機(jī)物質(zhì)效果、以及氧化劑本身的氧化能力有關(guān)。一般來說，03氧化的組合更好，而不是有機(jī)污染物的組合，簡單的03或氧化通常會(huì)產(chǎn)生許多中間產(chǎn)物，并且不適用于一些有機(jī)物質(zhì)，這只適用于預(yù)處理廢水技術(shù)。OR使用其他方法，用紫外線燈，活性炭和其他技術(shù)，可以改善有機(jī)物質(zhì)及其消毒副產(chǎn)品的去除效果。濕氧化方法是在高溫和高壓下使用二氧化碳和水，廢液里有機(jī)物質(zhì)分解成了二氧化碳同水，然后才可以實(shí)現(xiàn)到了除污染物的主要目的。高溫可有效地提升其溶解性能，在液相高電壓02中，目的是抑制液相蒸發(fā)的液相，液相水作為催化劑進(jìn)行，使氧化反應(yīng)低，氧化速度快，即加工效率很高，應(yīng)用范圍寬，沒有二次污染已成功用于污泥、石化廢水，但設(shè)備有著投資高等的缺陷，對(duì)氧化難點(diǎn)并不好。超高濃度廢水，脂族、鹵素脂族化合物、氰化物、芳烴、芳族和非鹵化物芳族化合物更可能氧化，并且在非鹵化基團(tuán)中沒有鹵素。該化合物難以氧化。最近多年來，已經(jīng)接收到催化劑的濕氧化，并且超臨界水在超臨界狀態(tài)下處于超臨界狀態(tài)，當(dāng)溫度和壓力處于超臨界狀態(tài)時(shí)，水是超臨界狀態(tài)。水位低，氫鍵不存在或僅少量的殘余氫鍵，因此超臨界水具有低介電常數(shù)，高擴(kuò)散和快速傳輸能力。有機(jī)物質(zhì)與氧的超臨界水優(yōu)點(diǎn)，其氧化可以均勻的在氧相中進(jìn)行，反應(yīng)不受相轉(zhuǎn)移的限制。高反應(yīng)溫度也加速反應(yīng)速度，可以在短時(shí)間內(nèi)有效地破壞。超臨界水氧化對(duì)治療毒性和有害廢水具有重要意義，并具有較高的去除率，最難以降解有機(jī)質(zhì)和模型物質(zhì)。通過超臨界水氧化處理具有高含量有機(jī)碳的有機(jī)廢水，有機(jī)碳的破壞率已經(jīng)達(dá)到99.97%之多，然后把所有的有機(jī)物質(zhì)都已經(jīng)轉(zhuǎn)化成二氧化碳與無機(jī)物質(zhì)。在過去二十年曾有的技術(shù)是光催化氧化技術(shù)，此技術(shù)在水中添加一定量的光敏半導(dǎo)體材料，粘合到一定量的能量，并產(chǎn)生優(yōu)異的氧化能力-OH自由基，以及光敏半導(dǎo)體表面氧化的有機(jī)污染物，以及光催化氧化技術(shù)被業(yè)界定為最有效的飲用水深度處理技術(shù)之一。外電場(chǎng)下特定電化學(xué)反應(yīng)通過稱為電化學(xué)水處理技術(shù)。大量通過自由基強(qiáng)度抗氧化降解，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，電化學(xué)工藝或物理過程以及廢水中的污染物的過程產(chǎn)生自由基。這些方法有著自己的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其中也存在一些缺點(diǎn)，如織物染色廢水，大部分方法，大多數(shù)這些方法都是由于它們多樣化，復(fù)雜性和困難的降解。目前國內(nèi)一些染料、毒品、爆炸物等產(chǎn)生的一些高濃度廢水，在處理技術(shù)上有所限制，因此，積極探索高濃度高毒性的污水處理，是前行業(yè)急于探究的難題。

三、處理高濃度有機(jī)廢水的發(fā)展和展望

（一）處理污染物的方法

電化學(xué)水處理技術(shù)是指特定電化學(xué)反應(yīng)，電化學(xué)工藝或物理過程，產(chǎn)生大量的自由基，使用自由基氧化抗性對(duì)特定的化學(xué)反應(yīng)，電化學(xué)方法或物理過程電化學(xué)反應(yīng)器。廢水中的污染物是降低，電化學(xué)方法易于控制，非污染或較少的污染，高柔韌性和經(jīng)濟(jì)特性，電化學(xué)水處理技術(shù)已經(jīng)獲得了越來越多的環(huán)境污染控制。人們強(qiáng)調(diào)并提出了各種機(jī)制在電化學(xué)降解期間。電沉積方法主要利用到了電解質(zhì)里不同金屬組分的電位差，使得陰極沉淀物中的自由狀態(tài)或組合可溶性金屬，適當(dāng)?shù)碾娢皇请姵练e的關(guān)鍵，無論金屬如何都可以在溶液中，離子的尺寸由NERNT方程確定，溶液組合物，溫度與超級(jí)電極材料可以對(duì)電沉積方法產(chǎn)生影響。電化學(xué)減少可以處理各種環(huán)境污染物，如金屬離子，氧氣，有機(jī)物質(zhì)，二氧化硫等。它可分為直接陰極還原，間接陰極還原和有機(jī)堿還原。這些自由基具有強(qiáng)氧化。然而，污染物的直接氧化可用于治療苯酚，苯胺，醛和氰化物以加速HO。此外，電化學(xué)還原鐵陽極可用于將各種氯化有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為低毒物質(zhì)。選擇性地傳遞電場(chǎng)中薄膜的獨(dú)特功能，離子由一種溶液進(jìn)入另一種溶液，以實(shí)現(xiàn)離子化污染物的分離與濃度，并在直接回收金屬離子時(shí)使用電滲析。olid金屬，它可以獲得a濃縮鹽溶液顯著提高水質(zhì)。近年來，電化學(xué)復(fù)合技術(shù)，一項(xiàng)研究，對(duì)有機(jī)廢水的改善起到了一定的作用，并且加寬了電化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用范圍。高濃度有機(jī)廢水是一種迫切需要解決的問題，需要及時(shí)進(jìn)行解決。這些有機(jī)廢水的組合物是復(fù)雜的。廢水中最有機(jī)化合物是芳族化合物和雜環(huán)化合物，通常含有生產(chǎn)原料，半成品，副產(chǎn)物和各種無機(jī)鹽。在環(huán)境污染處理方面，電化學(xué)技術(shù)具有高能耗，低電流效率，高成本，近年來不利的氧氣進(jìn)化。當(dāng)前電極材料的改善，反應(yīng)器和傳統(tǒng)電化學(xué)工藝，較高的氧化，已被廣泛應(yīng)用于超高濃度有機(jī)廢水，如印刷和染色。

（二）研究現(xiàn)狀

貴金屬有較好的催化性能與導(dǎo)電性。由于貴金屬的高氧過電位，減少了電極上的氧沉淀，增加了有機(jī)物直接在陽極上被氧化的可能性。然而，這些電極價(jià)格昂貴，易受含硫化物廢水的影響，在廢水處理上被限制了應(yīng)用。近年來，國際上對(duì)越來越重視對(duì)金屬氧化物電極對(duì)有機(jī)物的電催化氧化性能的研究。經(jīng)發(fā)現(xiàn)，結(jié)合SN02等金屬氧化物電極具有很強(qiáng)的電催化氧化降解能力，如苯酚等，基本上為有機(jī)污染物的電催化氧化過程提供了非常有前途的陽極材料，如可進(jìn)一步提高生產(chǎn)工藝，鈦基金屬氧化物涂層電極的壽命將得到提升，電化學(xué)處理廢水的前景十分廣闊。

四、結(jié)束語

由上可知，相關(guān)研究人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步探索出最合適的摻硼金剛石膜電機(jī)沉積工藝，同時(shí)應(yīng)當(dāng)研發(fā)出更為高效的檢測(cè)方法，才能夠在一定程度上完善到我國的污水處理系統(tǒng)。