常州一體化水處理在線監測系統電話咨詢

造紙企業以及一些生產皮革的相關行業所排出的污染物大部分是高濃度有機廢水，內含有高濃度的COD物質。同時，環境的變化都與高濃度難生化有機廢水有著密切的聯系，對此采取有效的預防措施是極為迫切的。針對難以降解或是排放無法達到標準的有機廢水，我們應該加大技術投入去開發新型的工藝技術。

1、高濃度難生化有機廢水概況

一般情況下，高濃度難生化有機廢水主要歸納為幾大方面的內容：第一，能溶解氧的COD物質是廢水中高度含有的，若水中含有高濃度有機廢水，會導致氧氣含量嚴重缺少。第二，難降解有機廢水的定義是COD以及BOD的含量低于0.3，導致生物的可降解低。第三，生物體內可能含有不同種的生物、微生物以及有毒物質，例如芳香族胺、酚等徑化合物，人體可能通過進食攝入有毒物質的殘留。

工業產生的超高濃度有機廢水中，酸、堿類眾多，往往具有強酸或強堿性。一是需氧性危害:由于生物降解作用，高濃度有機廢水會使受納水體缺氧甚至厭氧，多數水生物將死亡，從而產生惡臭，惡化水質和環境。二是感觀性污染:高濃度有機廢水不但使水體失去使用價值，更嚴重影響水體附近人民的正常生活。三是致毒性危害:超高濃度有機廢水中含有大量有毒有機物，會在水體、土壤等自然環境中不斷累積、儲存，最后進入人體，危害人體健康。

近幾年，高濃度有機廢水的技術處理成為全球所關注的熱點話題，也是污水處理上的一大挑戰。現階段，針對高濃度的有機廢水處理方式是以預處理為主，污染物的濃度以及毒性經過特定的技術處理來降低，可生化性從而有效得到提高。

2、常見的預處理手段以及探討方向

（1）Fenton技術。

Fenton試劑的調配主要由二價鐵離子的催化劑與過氧化氫發生化學反應而形成的，利用這兩者進行鏈反應來生成羥基自由基。其中，雙氧水是屬于強氧化劑，自身又是極微弱的酸性成分。在氧化還原中，雙氧水可以切換為還原劑，所以是氧化反應中較好的催化劑。有機物與還原性物質通過自有基鏈進行氧化反應，提升氧化的能力。相對于氟，羥基自由基的氧化能力更勝，氧化電壓超過2.8伏。此外，羥基自由基的加成反應能力具備569.3KJ的電子親和力，說明其電負性與親電性的化學特性很明顯。水中的大部分有機物在進行氧化反應時，Fenton技術是，尤其是生物的降解性活性低的物質。一般情況下，酸堿性在3-4下方可進行Fenton技術，因為羥基自由基的生成效果較為明顯。但Fenton技術也有不足之處：第一，酸堿性值會不斷變化，需要不斷補充或是調整酸與堿的濃度；第二，試劑的使用需要大量的二價鐵離子的配合，會導致后期產生氫氧化鐵等有害物質；第三，過氧化氫的成本費用高，同時消耗量大。

（2）類Fenton技術。

人們依據Fenton技術的基本原理，從而開發多種氧化法，比如紫外光Fenton技術、超聲波催化氧化法以及電催化氧化法等。以上闡述的技術的主要原理是利用二價鐵離子與過氧化氫一同反應，-OH在該情況下產生出來，作為氧化物質的催化劑。另外，在電或超聲波或紫外光下，易產生過氧化氫物質，是利用氧化還原原理。相對于Fenton技術，類Fenton技術避免大量的過氧化氫的使用，但也需要大量的酸與堿進行酸堿值的調整，對環境還是有一定的污染影響。

（3）內電解技術。

內電解法也是水處理方法之一，將廢水排入以鐵屑做的過濾池，在池中進行一連串的化學反應以及電解過程，污染物在此得到一定的凈化。鐵屑本身是無用的物質，用于對難生化有機物的降解之中，起到“以廢治廢"的環保效果。同時，鐵屑的購買成本低，適用范圍廣，受到許多企業的青睞。設備內部在接通電源后，微電池系統在鐵屑表面逐步形成一個電場。在廢水中，二價鐵離子與新生態氫等物質，能與不同的污染物產生多種的氧化還原反應，其中發色基團與助色基團等物質被破壞后降解，起到降解脫色的反應效果。二價鐵離子在三價中的吸附性更強，同時絮凝活性度更高。相對于一般氫氧化鐵膠劑，添加了堿性物質的試劑具備更強的吸附性與絮凝性，比如氫氧化亞鐵與氫氧化鐵等試劑。該膠劑的主要作用是吸附漂浮在廢水中的微小物質、不可降解的金屬物質等。內電解法綜合了多種物理方法進行開發，利用氧化懷還原原理、物理吸附原則一起絮凝沉淀等原理的一種水處理方式。但內電解法也存在需要改進的地方：第一，酸堿值的調整消耗量大；第二，鐵離子的使用量大，對環境的污染造成嚴重的困擾。

（4）活化過硫酸鹽法。

在水中，通過電離的反應將過硫酸鹽化解為過硫酸根離子，相對于氧化還原電位在2.07伏的臭氧，過硫酸鹽根離子的標準電位高達2.01伏。該數值相比于1.68伏的高錳酸根和1.70伏的過氧化氫都要高的多，其中過硫酸根離子具備高強的氧化作用，是因為里面含有豐富的過氧基（-O-O-）。過硫酸鹽的氧化作用在普通溫度下無法正常發揮優質的氧化效果，有機物對其催化作用不明顯。相反的是，過硫酸鹽接觸二價鐵離子、銀離子、二價銅離子等活化物質后，發生活化反應，從而產生了硫酸根自由基等物質。其中，一孤對電子在硫酸根自由基產生，是氧化還原主要載體，其電位高于普通的硫酸根離子，有約2.6伏，是氧化反應的主要物質。在一定程度上，大部分的有機污染物均可在其作用下化為二氧化碳以及無機酸等有機物，降低對環境的影響。根據相關的研究數據表明，硫酸根自由基在不同的酸堿值的液體中所產生的反應都不一樣，例如在酸性溶液以及中性液體中無任何的化學反應，但硫酸根自由基極度容易在酸堿值高達8.5后，產生過氧化氫或是氧化水等氧化物質，自由基鏈反應由此產生。硫酸根自由基以及•OH在電子自旋共振技術（EPR）中可檢測到，酸堿值在2-7之間或是平衡的酸堿性溶液中一般只有硫酸根自由基的存在，但在酸堿值大于8.5以上，•OH會因硫酸根自由基的活化反應而產生并進行氧化作用。對此，具備氧化反應的•OH和硫酸根自由基等物質對有機污染物進行可降解反應，有效降低高濃度有機廢水的污染物含量。但活化過硫酸鹽法也有需要完善的地方：第一，金屬物質的需求量大，同時所投入的資金費用巨大；第二，金屬離子雖可以進行降解作用，但其殘留物也是二次污染的來源。針對以上問題，活化過硫酸鹽法尚未形成一個完善的解決措施。

（5）水力空化技術。

空化的過程可以簡單的歸納為水中的氣壓相對于飽和蒸汽壓較低的時候，內部的液體與固體接觸后易產生各種氣泡，并溶解于氣體或者是水中，此外氣泡易于生成、生長以及潰滅等。水分子在空化過程中易于產生•OH和•H，同時空化反應會使水中的溫度以及氣壓發生異常，一般溫度高于5000K，氣壓高達150MPa等。水溶液中的難生化有機化合物的降解可經過自由基的活化作用進行，利用未配對的電子自由基來進行氧化反應。同時，該技術方法是降解后無任何污染物，不形成二次污染，從而達到清潔環保效果。該技術已全面運用在國內外各個領域之中，比如國外處理、含偶氮染料若丹明B等劇毒物質，以及國內的垃圾滲濾液、酚類廢水的處理等。在實際的工程運用中，還沒有完善的案例記錄該技術的使用過程。

（6）餾化技術。

針對廢水中的有機物，我們可將較為容易降解的物質進行分解，添加藥劑在呈酸性的水中并加熱來揮發可降解的有機污染物。對于剩下的有機物，經過熱處理等化學反應后，其自身的結構組織與性質會與原來呈不一致的情況。對此，我們可以采取另外一種手段，即是絮凝沉淀法，將有機污染物進行沉淀反應。相對于堿性廢水或是中性廢水，餾化技術僅適用于酸性廢水的有機物處理。同時，餾化技術所需的設備以及器材很簡單，還可以有效回收降解后的有機物。但餾化技術有一不足之處，即是處理的費用高，一噸廢水所需的資金是五元，因此并不是普遍采用的預處理方式。

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綜合以上介紹的類Fenton技術、內電解法、活化過硫酸鹽法等預處理方式，在實際工程應用中已有較為成熟的例子，作為新工藝的新開發，其中，活化過硫酸鹽法是較為有效、持續性強的一種方式。過硫酸根在發生化學反應中，能不斷產生豐富的氧化自由基，比如硫酸根自由基、激發態氧自由基等高濃度的自由基，從而不斷進行氧化還原反應來降解有機物。一般情況下，廢水中的有機物在常溫常壓下能被改變物質結構與性質，通過鏈鍵的破壞來礦化為水與二氧化碳。此外，對廢水的酸堿值以及溫度數值沒有明確的規定。對此，活化硫酸鹽法也是普遍采用的方式之一，但其中部分內容也需要實踐、時間來進行補充與完善，從而深入拓展活化硫酸根的發展。

是重要的有機化工原料之一，主要用于生產己內酷胺、雙酚A、己二酸、燒基酚等化工產品及中間體，還可用作溶劑、消毒劑等；在塑料工業中用于制造環氧樹脂、尼龍66、聚碳酸酷和酚醛樹脂；在醫藥工業中用于制造阿斯匹林、氯奎、和酚乙酸等藥物；并廣泛應用于合成橡膠、合成纖維、涂料、染料、香料等。

丙酮既是重要的化工原料，又是一種優良的有機溶劑，主要用于生產、甲基異丁基酮、環氧樹脂、已二醇、異佛爾酮等醇醛化學品，同時也可直接用作溶劑和生產其他溶劑，廣泛用于塑料、涂料和醫藥等行業。

丙酮生產排放的含酚廢水有機物濃度高、成分復雜，可生化性低且含有高濃度的鹽類，是一種較難處理的化工廢水。天津某丙酮生產企業目前將生產丙酮所產生的廢水與其它生產廢水混合稀釋后排入低鹽廢水處理系統。近年來隨著、丙酮生產規模的擴大，其生產所產生的大量廢水對企業原有的水處理系統造成了很大的壓力，而且隨著天津廢水排放標準提高到地表水環境質量V類標準，原有的丙酮廢水處理方法已經不能滿足企業現在的處理要求。為了解決天津某丙酮生產企業面臨的廢水處理問題，天津萊特化工有限公司對丙酮廢水進行了全面的化驗分析，針對廢水特性篩選馴化得到菌種，并采用MBR與Fenton組合的工藝對丙酮廢水進行了現場中試，中試結果顯示處理后水質可達到地表水環境質量V類標準。為滿足企業節水減排的目標，結合企業廢水治理現狀，將該企業其它生產裝置的高含鹽廢水與丙酮廢水混合后進行了試驗，優化了處理工藝，在達到廢水外排標準的情況下，進一步穩定了處理效果，實現了污污分治，廢水外排總量得以控制，最終達到節水減排的目標。

1、丙酮廢水的產生及特點

異丙苯法是當前工業上生產和丙酮的主流工藝。天津某企業采用異丙苯法生產丙酮的工藝流程及廢水排放見圖1。由苯和丙烯發生烴化反應得到異丙苯，異丙苯與空氣反應生成過氧化氫異丙苯，過氧化氫異丙苯在酸性條件下分解成和丙酮，然后用乙二胺中和制得含和丙酮的混合液，混合液再經過精餾、分離提純得到各精制產品。在異丙苯法生產和丙酮的過程中廢水主要來源于氧化、精餾等主要工藝裝置的排放，各反應裝置廢水匯入廢水池進行分液廢水經過分液后回收上層不溶于水的粗酚及其它有機物。中層的廢水成分復雜，主要含有苯的同系物、稠環芳烴、酚類、酮類、醛類、醇類、醋類、羚酸類等有機污染物以及鹽類。這些有毒有害物質及高濃度的鹽含量是造成廢水可生化性較低的主要原因。取天津某化工企業丙酮裝置正常生產情況下廢水池中層的廢水經過一段時間的化驗分析(廢水水質見表1)，可見該企業的丙酮廢水不但成分復雜而且水質變化較大。