高级氧化技术在污水处理中的应用及研究进展

发表时间:2021/9/3   来源:《工程建设标准化》2021年5月10期   作者:庞雅丽
[导读] 高级氧化技术是在污水处理工作当中被广泛应用的一项技术,其可以针对污水中顽固的有机化合物进行有效处理。
        庞雅丽
        盛大环境工程有限公司 北京100028
        摘要:高级氧化技术是在污水处理工作当中被广泛应用的一项技术,其可以针对污水中顽固的有机化合物进行有效处理。为了解决频繁出现的工厂污水污染问题,本文针对高级氧化技术的特点进行分析,并提出其在印染废水、农药废水、垃圾渗透液等多项污水处理当中的实际应用,以达到有效促进处理实际应用以及全方位升级氧化技术的作用。
        关键词:高级氧化技术;污水处理;应用
        随着我国工业的不断发达,各行各业排出的污水十分复杂,这也为污水处理提出了更高的要求。目前阶段的大量待处理污水中的有机污染物的含量很高,并且其内部往往包含有许多无法进行生物降解的物质,传统的污水处理技术显然已经无法适应新的污水处理环境。高级氧化技术是一种通过产生羟基自由基进以处理污染物的一门技术。与较为普通的氧化剂相比较而言,这一技术具备有更为出色的处理效果,所以其受到了许多相关人士的广泛关注。
一、高级氧化技术的优点
        在目前阶段的有机废水的预处理工作当中,高级氧化技术得到了较为广泛的关注[1]。其可以通过产出羟基自由基来进行实际氧化处理,同时羟基自由基要比常规氧化剂的氧化电位高很多,所以这样就可以生产出更加良好的氧化效果。在利用高级氧化技术对其进行氧化后,有机物就可以在后续过程当中被逐渐转化为水和二氧化碳等。其实际工作过程中的优势十分巨大,在通过反应产生大量的自由基之后,就可以在一定程度上提升其氧化能力,同时还可以当做诱发链式反应的一个中间产物。对于羟基自由基而言,污水中氧化的物质可以直接与其产生反应,同时并不会出现任何新的污染物,不会出现发生再次污染的情况。这样就意味着其不仅可以进行独立的污水处理工作,同时也可与另外的污水处理单元相串联,获得更好的污水处理效果,同时这样一种方法操作较为简单,在实际应用过程当中也较为方便。
二、高级氧化技术在污水处理当中的实际应用
(一)高级氧化技术在垃圾渗滤液处理中的应用
        垃圾在长时间处于堆放和填埋状态后遭受雨雪的冲刷,这就导致了垃圾渗滤液的出现。目前阶段,我国大部分污水处理厂针对与垃圾渗滤液的处理模式大致分为两种,其分别是物化法以及生化法。对于生化法而言,由于其具备有成本不高且二次污染较小的优点,所以它逐渐成为了较为主流的渗滤液处理方法。但其缺点也十分明显,受到生化法处理的垃圾渗滤液很难达到国家所要求的排放标准,这就需要相关技术人员对这一技术进行研发升级。通常情况下,针对于垃圾渗透液后续处理环节的技术有高级氧化技术以及膜处理技术等两个种类,但膜处理弊端过于明显,其污染过于严重且成本较高,这也让高级氧化技术脱颖而出,成为了被广泛关注的一种处理技术。
        针对高级氧化技术而言,其拥有效果较好且反应较快的优点,其可以很大程度上对生化法的讲解起到很大程度上的促进作用。所以实际应用在垃圾渗透液处理上的高级氧化技术通常有臭氧氧化法、Fenton法、电催化氧化法以及光催化氧化法等。
        对于Fenton的方法而言,其主要原理是利用经过过氧化氢所分解产生的羟基自由基作为氧化物的作用,而Fe2+会在其中起到很大程度上的催化作用。李健[2]等人对Fenton方法实际应用在垃圾渗透液处理中的实验过程进行了分析,最终得出,当过氧化氢与二价铁离子之间的摩尔比为1:2,并且PH值为7,此时的CODcr的处理效果最为出色,过氧化氢也可以得到更加充分地利用。

宫怡凡等人利用矿化垃圾吸附-Fenton-NaCLO进行氧化联合从而针对垃圾渗滤液进行深度处理,最终的结果表明,垃圾渗滤液的COD去除率达到了82,83%,氨氮去除率达到了97.69%,这样的结果满足了国家出台的相关控制标准。
(二)高级氧化技术在印染废水当中的实际应用
        印染行业排出的废水总量占据有工业废水总量的35%,同时其中往往还包含有许多的浆料、色彩染料等[3]。所以印染废水当中的有机物种类、含量较多且还具备有碱性强的特点,所以在实际污水处理工作中,其是一种很难处理的工业废水。传统的废水处理方法一般采用混凝、吸附等比较容易操作的方式,但这并不适用于较为复杂的印染废水,这就需要人们对印染废水采用更加具备针对性的处理方式。高级氧化技术在实际应用过程当中可以充分对印染废水当中的不易降解有机物进行处理,并且应用的范围也较为广泛。
        侯俭秋[4]等曾尝试应用臭氧氧化法来对印染废水进行处理,通过试验后可以发现,当臭氧最终的通气时间在三十分钟以上时,继续进行通气工作,那么印染废水中的COD去除幅度有所降低,所以这就意味着在使用这一方法的过程中,最佳的通气时间应保持在三十分钟;印染废水中的PH值不断上升,废水当中的COD以及色度去除率都有所提升,特别是当PH值大于10后,其去除的效果更加明显。
        樊佳炜[5]对UV/O3以及Fenton方法应用在印染废水深度进行了研究分析,最终发现UV/O3对于印染废水中色度的处理效果最为出色,Fenton方法对于印染废水当中COD的去除最为出色。能够影响到臭氧进行氧化的因素为反应器的高径比、废水PH、臭氧产生量,最终的实验结果发现,如果废水的PH为9,那么臭氧的实际通入量为160mg/L,反应器的实际高径比为12,COD的去除率为51.78%,色度的去除率为98.5%,臭氧的实际产生量为8g/h。这种情况下针对印染废水的污水处理而言,臭氧氧化这种方法的实际处理效果更加出色。在最完美的实验条件下,利用Fenton方法,COD的实际去除率为73%。色度的实际去除率为95%。
(三)在磺胺类抗生素废水处理当中的应用
        在微生物进行繁殖的过程当中,很有可能产生可以抑制病原体或是对其他微生物产生威胁的抗生素。抗生素的实际生产过程往往要经历一个较为复杂的过程,所以其产生出的废水成分也同样较为复杂。在这之中往往包含有许多营养物、发酵滤液以及含有发酵残留的培养基等。在这一类型的废液当中,同样还具备有COD较高、色度深、PH值不稳定等一系列特点,这就需要经过一个长期的处理后才能达到排放的标准。在光、电以及不同种类催化剂的影响下,高级氧化技术可以作用在过氧化物当中,并使其产生氧化电位较高的羟基自由基,并将废水当中蕴含的抗生素等彻底矿化为蕴含毒性较小的小分子物质。由于较为高效的优势,这一技术目前已经被广泛应用带了磺胺类抗生素废水处理工作当中。
结束语:对于高级氧化技术而言,其是处理各种类型污水的一种较为有效的方式,特别是面对简单的物理法以及生物法无法解决的特殊性质污水。通过这一方法的运用可以大大减少污水处理的时间,避免二次污染的情况出现。
参考文献
[1] 许征宇、陈洁、余进. 高级氧化技术在污水处理中的应用及研究进展[J]. 中国资源综合利用, 2020, v.38;No.407(10):116-118.
[2] 李健. 高级氧化技术在水处理中的研究进展[J]. 环境与发展, 2019, 31(02):104-105.
[3] 宫怡凡. 高级氧化技术在水处理过程中的应用进展[J]. 西部皮革, 2020, v.42;No.481(16):12-14.
[4] 侯俭秋. 高级氧化技术处理难降解有机废水的应用[J]. 北方环境, 2019, 031(007):66-67,69.
[5] 樊佳炜, 武海霞, 陈卫刚. 氨氮废水的高级氧化处理技术研究进展[J]. 南京工业大学学报(自然科学版), 2020, 042(002):142-151.
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