化肥工业水处理技术现状综述.docx 7页

'资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。化肥工业水处理技术现状与发展综述许明言用电-多相催化新技术处理化肥厂工业废水电-多相催化新技术在处理难降解有机工业废水中有着显著的优点,已建成处理恒昌化肥厂废水的工业化规模装置,经处理过的废水进行回用,节省了大量的工业用水。恒昌化肥厂是集化肥工业、热电、精细化工为一体的综合性国家大型企业。主要生产合成氨、浓硝酸、苯胺、碳酸氢铵、硝酸钠、亚硝酸钠等产品。该厂的排污水量大,排污量已达到9600m3/d,严重污染环境,污水治理工程是省级限期治理的项目。该厂生产系统的污水主要来源于合成氨生化系统的造气、脱硫冷却系统的降温水,浓硝酸、苯胺生产系统和锅炉水膜除尘的废水。该厂废水的主要污染因子为:pH值、化学需氧量、悬浮物、氨氮、石油类、氰化物、挥发酸、硫化物、铜、苯胺类和硝基苯类。该厂曾建立过高约7m的生化处理塔,由于废水含有难降解的有机物,致使废水的处理效率不高,效果不好而放弃。针对这种废水的情况,该厂采用中国科学院大连化学物理研究所的电-多相催化新技术对这种废水进行治理。1实验方法 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。应用电-多相催化法的关键是针对要处理的废水,研制出高效的催化剂,然后装入塔式或槽式的固定床反应器中,用配置好的电极施加电压,一方面,电场起激活催化剂的作用,另一方面,同时产生活性很高的OH自由基,使难降解的有机物分子降解和矿化。在常温常压下,难降解有机工业废水经过电)多相催化反应器,就能达到COD减少、色度降低的好效果。该技术处理废水,具有设备简单、操作方便、占地面积少的特点。2实验结果和讨论在研究中,我们发现电-多相催化技术显现出非法拉第效应,即实际观测到转化的污染物量要比根据法拉第定律由所耗电量计算得到的污染物转化量多得多,因此电-多相催化技术具有耗能少的优点。其次,对同一种工业废水,应用不同的催化剂,在同样的工艺操作条件下,有不同的处理效果,表明了电-多相催化技术对催化剂的依赖作用。再者,虽然采用同样的电压、电流、催化剂,处理同样的废水,但若电极的配置方式如电极的形状等不同,就会得到差得很多的处理效果。表明用电-多相催化技术处理废水的效果还和电-多相催化反应器的设计、优化工艺条件有关。在研究中还发生用电-多相催化技术处理工业废水,能够提高出水的可生化性。如对吡虫灵废水,在处理前COD为8950mg/L,BOD为563mg/L,可生化性为0.06,在用电-多相催化技术处理2h后,COD降为5642mg/L,而BOD变为2582mg/L,可生化性提高到0.46。表明对有些工业废水,电-多相催化技术可作为一种预处理手段。例如和生化处理废水的方法联用,能够提高废水的处理效率。另外,电-多相催化技 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。术还可和其它废水处理技术如絮凝,湿式催化氧化等)联用,提高废水的处理效果,如对某化工厂的H酸废水,用湿式催化氧化处理后,COD为8316mg/L,色度500倍,再经电-多相催化技术处理,COD降为2730mg/L,色度减少到20倍。采用联用技术处理工业废水,除可提高处理废水的效果外,还可优化操作,降低成本。在研究将电-多相催化技术进一步扩展到光催化后,发现能够产生光电协同作用,可使光催化效率大幅度的提高。如用光催化法处理某化肥厂的废水,出水COD为205mg/L,若用光电催化法,出水COD降为54mg/L。综上所述,电-多相催化技术在难降解有机工业废水处理中能够起到重大的作用。以处理恒昌化肥厂的工业废水为例,首先对该厂的水平衡进行分析,考虑了污染物和废水处理技术的特点,对污水处理设施工艺流程采取了先处理、后回用、余者排的方针,使大量的废水得到回用,减少污水的排放,努力做到零排放,节约了水资源,产生很大的经济和社会效益。非均相光催化氧化法降解有机污染随着工业的迅猛发展,环境中难降解的有机污染物已经成为环境治理中的一个焦点问题。最常见的生化法对这种分子量从数千到数万的有机污染物的处理存在一定困难。1972年,日本学者Fujishi-ma和Honda首先发现光催化降解法。2978年,laze等提出的高级氧化法厂(Advaneedoxidationrocesses,简称AOPs)克服了一般生化法存在的问题,且在难降解的有机污染物处理中发挥着日益重要的作用。根据产生轻基自由基方法的不同,高级氧化法分为均相光催化氧化法和非均相光催化氧化 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。法。在均相光催化氧化法中,含有H:0:,O:或同时含有二者的均相溶液受到紫外光(UV)的辐射,过氧化物发生光分解,产生活泼的·OH自由基。在非均相光催化氧化法中,半导体胶体微粒(如Tio:,Cu20等)吸收紫外光,在胶体和溶液界面产生OH。可见,高级氧化法的处理原理是利用·OH的强氧化性。高级氧化法中的非均相光催化法虽然起步早,但近几年仍得到了诸多关注,发展迅速。均相光催化氧化法的发展空间受限,主要原因是:(1)能耗高,处理成本高;(2)试剂的制取、运输、储存困难;(3)对污染物的选择性高,处理效果不理想;(4)UV/03抵抗大气辐射能力差。非均相光催化氧化法不但克服了以上不足,且具有自身的特点:(1)半导体光催化剂无毒,稳定性好,便于运输、存储;(2)一般可使有机物完全降解,处理效果好且无二次污染;(3)半导体催化剂与均相光催化氧化法中的氧化剂相比,能耗低,成本低廉;物质的转化和完全矿化更容易,且产物毒性小。非均相光催化氧化法的特点多因素作用a)羚基自由基。非均相光催化氧化法处理有机物的主要因素是轻基自由基,这一点已被许多研究工作者证实了一。b)空穴。空穴在降解过程中也起到一定的作用,一般在不同的情形下,空穴与·能同时起作用。最近Ishibashi和Fujishlma等经过研究测定反应过程中的H和空穴的量子产率,推测在反应过程中所起的作用‘’结果表明,H的产率是70%,空穴的产率为517。二.而一般的光催化反应 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。其量子效率在102数量级这一结果说明,空穴是光催化反应的主要物质.但日前还没有更多的研究结果来支持这一观点C)吸附作用。吸附作用也有助于有机污染物的去除,吸附作用会在催化剂固定化的一种类型中表现出来。催化剂一方面直接光降解水中有机污染物另一方面对载体吸附剂的再生起一定的作用‘艺,从而在同一反应器中实现吸附、催化、分离的有机结合。降解效率高、处理效果好一般,非均相光催化氧化法可使有机污染物完非均相光催化氧化技术要大规模应用于实际生产,还需进一步的改进与深入研究。今后研究主要集中在以下几方面:a)催化剂的回收与使用。研究开发更有效的固相TIO:载体,提高催化剂利用率,解决催化剂流失、回收困难及费用高等问题。b)提高太阳光的利用率。催化剂Tio:禁带较宽,可利用的太阳光仅为3%,使得对太阳光的利用率不高。但理论上,光子能量值近似为3210J这个值足以破坏化合物的化合键。因此,寻找一种光催化剂,使太阳光转化为可被物质吸收的能量形式,将会推动非均相光催化氧化法的实际应用与推广。c)开发新型光催化剂的综合利用。在现有基础上,寻求更为有效的催化剂组合,使污染物处理效果达到最佳。如与一些其它金属物质连用;寻找更好的新型催化剂,这一研究已在进行。 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。d)与其它污水处理技术联用。将非均相光催化氧化技术与其它处理方法联合使用,会获得更好的出水效果。与电化学技术的联合应用,处理效果会提高。e)应用的方向。鉴于非均相光催化氧化法在短时间内有较好的处理效果,且费用低等优点,研究有毒有害物质在运输等过程中发生泄漏时的处理方案具有实际意义,如港口化学品的处理等。合成氨废水资源化处理技术以生产合成氨、尿素、纯碱复合肥等产品为主的企业所排放的废水往往具有低碳高氨氮的特点,其氨氮浓度往往上千,处理一直是个难题,如果直接排入混合污水处理厂,则会引起较大的氨氮冲击负荷,因此需预先在厂内进行处理。当前,含氨氮废水的处理技术,有空气蒸汽气提法、吹脱法、离子交换法、生物合成硝化法、化学沉淀法等,但均有不足之处,如气提法能耗高、容易结垢,而且必须进行后处理,否则会产生二次污染。用吹脱法处理高氨氮废水,其能量消耗高,产生大气污染;吹脱法需要在pH高于的条件下才能实现,用石灰调整pH值会使吹脱塔结垢,因此吹脱法的应用受到限制;吹脱效果还受到水温的影响;另外,由于吹脱塔的投资很高,维护不方便,国外一些吹脱塔基本上都己停运行。吸附法受平衡过程控制,不可能除去废水中少量的氨氮,离子交换法树脂用量较大,再生频繁,废水需预处理除去悬浮物。生物硝化反硝化法是现阶段较为经济有效的方法,工艺较为成熟,并已进人工业应用领域,但该法的缺 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。点是温度及废水中的某些组分较易干扰进程,且占地面积大、反应速度慢、污泥驯化时间长,对高浓度氨氮废水的处理效果不够理想;常规的化学沉淀法采用铁盐、铝盐、石灰法,将产生大量的污泥,这些污泥的浓缩脱水性能较差,给整个工艺增加困难。上述方法的共同不足之处是处理后的氨氮无法回收利用。基于可持续发展观念,在高浓度氨氮废水处理方面,不但要追求高效脱氮的环境治理目标,还要追求节能减耗、避免二次污染、充分回收有价值的氨资源等更高层次的环境经济效益目标,才是治理高浓度氨氮废水的比较理想的技术发展方向。本文介绍三种高氨氮废水的资源化处理技术。1以氨水形式回收氨氮的废水处理技术去除氨氮的同时可获得浓氨水的氨氮回收技术,不但可经济有效地分离与回收氨氮,而且能使处理后废水达标排放。杨晓奕等经过电渗析法处理高浓度氨氮废水,氨氮浓度~3000mg/L,氨氮去除率可达到87.5%,同时可获得89%的浓氨水;电渗析法处理氨氮废水的原理是,电渗析器由极板、离子交换膜和隔板组成。当含氨氮废水通入时,在直流电场作用下,产生NH4+和OH-的定位迁移。离子迁移结果使废水得到净化,氨水得到浓缩。此法工艺流程简单、处理废水不受pH与温度的限制、操作简便、投资省、回收率高、不消耗药剂、运行过程中消耗的电量与废水中氨氮浓度成正比。以氨水形式回收氨氮的污水处理技术,可使氨氮得到充分的回收利用,发挥良好的经济效益。'