國內汙水處理的16種工藝流程(二)
12等離子水處理技術
低溫等離子體水處理技術,包括高壓脈衝放電等離子體水處理技術和輝光放電等離子體水處理技術,是利用放電直接在水溶液中產生等離子體,或者將氣體放電等離子體中的活性粒子引入水中,可使水中的汙染物徹底氧化、分解。
水溶液中的直接脈衝放電可以在常溫常壓下操作,整個放電過程中無需加入催化劑就可以在水溶液中產生原位的化學氧化性物種氧化降解有機物,該項技術對低濃度有機物的處理經濟且有效。此外,應用脈衝放電等離子體水處理技術的反應器形式可以靈活調整,操作過程簡單,相應的維護費用也較低。受放電設備的限製,該工藝降解有機物的能量利用率較低,等離子體技術在水處理中的應用還處在研發階段。
13電化學(催化)氧化
電化學(催化)氧化技術通過陽極反應直接降解有機物,或通過陽極反應產生羥基自由基(˙OH)、臭氧等氧化劑降解有機物。
電化學(催化)氧化包括二維和三維電極體係。由於三維電極體係的微電場電解作用,目前備受推崇。三維電極是在傳統的二維電解槽的電極間裝填粒狀或其他碎屑狀工作電極材料,並使裝填的材料表麵帶電,成為第三極,且在工作電極材料表麵能發生電化學反應。
與二維平板電極相比,三維電極具有很大的比表麵,能夠增加電解槽的麵體比,能以較低電流密度提供較大的電流強度,粒子間距小而物質傳質速度高,時空轉換效率高,因此電流效率高、處理效果好。三維電極可用於處理k8凯发电子游戏官网汙水,農藥、染料、製藥、含酚廢水等難降解有機廢水,金屬離子,垃圾滲濾液等。
14輻射技術
20世紀70年代起,隨著大型鈷源和電子加速器技術的發展,輻射技術應用中的輻射源問題逐步得到改善。利用輻射技術處理廢水中汙染物的研究引起了各國的關注和重視。
與傳統的化學氧化相比,利用輻射技術處理汙染物,不需加入或隻需少量加入化學試劑,不會產生二次汙染,具有降解效率高、反應速度快、汙染物降解徹底等優點。而且,當電離輻射與氧氣、臭氧等催化氧化手段聯合使用時,會產生“協同效應”。因此,輻射技術處理汙染物是一種清潔的、可持續利用的技術,被國際原子能機構列為21世紀和平利用原子能的主要研究方向。
15光化學催化氧化
光化學催化氧化技術是在光化學氧化的基礎上發展起來的,與光化學法相比,有更強的氧化能力,可使有機汙染物更徹底地降解。光化學催化氧化是在有催化劑的條件下的光化學降解,氧化劑在光的輻射下產生氧化能力較強的自由基。
催化劑有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4等。分為均相和非均相兩種類型,均相光催化降解是以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質,通過光助-Fenton反應產生羥基自由基使汙染物得到降解;非均相催化降解是在汙染體係中投入一定量的光敏半導體材料,如TiO2、ZnO等,同時結合光輻射,使光敏半導體在光的照射下激發產生電子—空穴對,吸附在半導體上的溶解氧、水分子等與電子—空穴作用,產生˙OH等氧化能力極強的自由基。TiO2光催化氧化技術在氧化降解水中有機汙染物,特別是難降解有機汙染物時有明顯的優勢。
16超臨界水氧化(scwo)技術
SCWO是以超臨界水為介質,均相氧化分解有機物。可以在短時間內將有機汙染物分解為CO2、H2O等無機小分子,而硫、磷和氮原子分別轉化成硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸根和亞硝酸根離子或氮氣。美國把SCWO法列為能源與環境領域最有前途的廢物處理技術。
SCWO反應速率快、停留時間短;氧化效率高,大部分有機物處理率可達99%以上;反應器結構簡單,設備體積小;處理範圍廣,不僅可以用於各種有毒物質、廢水、廢物的處理,還可以用於分解有機化合物;不需外界供熱,處理成本低;選擇性好,通過調節溫度與壓力,可以改變水的密度、粘度、擴散係數等物化特性,從而改變其對有機物的溶解性能,達到選擇性地控製反應產物的目的。
超臨界氧化法在美國、德國、瑞典、日本等歐美國家已經有了工藝應用,但中國的研究起步較晚,還處於實驗室研究階段。
目前,處理工業廢水應用最廣泛的是多效蒸發工藝、生物法、SBR工藝和MBR工藝,因為理論成熟,處理效果好,經濟高效。