臭氧催化氧化
特點(diǎn):處理費(fèi)用低,根據(jù)進(jìn)水濃度,運(yùn)行費(fèi)用低,使用壽命長,適應(yīng)范圍廣,可處理各類有毒高濃度有機(jī)廢水,出水保證達(dá)標(biāo),含絡(luò)合化學(xué)物去除效果好,適合退鍍廢水和防染鹽的降解脫色處理,同時去除其他重金屬離子。
臭氧催化氧化技術(shù)基于臭氧的強(qiáng)氧化性、催化劑高反應(yīng)活性及臭氧利用率提升技術(shù)。根據(jù)臭氧的物理化學(xué)特性,臭氧的氧化還原電位高達(dá)2.07V,其氧化能力僅次于氟,高于氯和。但在污水處理中,由于臭氧在水中溶解度極低(下在水中溶解度小于6mg/l),因此在常規(guī)條件下將臭氧直接通入污水時,絕大多數(shù)臭氧很難與水中污染物接觸就溢出水體,進(jìn)入空氣中形成“二次污染",臭氧利用率低,效果差,臭氧浪費(fèi)造成運(yùn)行成本高。我公司高效催化劑既能高效吸附水中有機(jī)污染物,又能催化活化臭氧分子產(chǎn)生大量高活性羥基自由基(∙OH),同時大幅度降低有機(jī)物降解活化能,實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物的吸附和氧化劑的活化協(xié)同作用,取得更好的催化臭氧氧化效果。
技術(shù)原理:
A、富集:產(chǎn)品比表面積高、根據(jù)廢水中污染物成分選擇親和性高的催化劑,當(dāng)廢水與催化劑接觸時,水中的有機(jī)物首先被富集在催化劑表面,當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)通入臭氧時,臭氧在催化劑表面實(shí)現(xiàn)高效傳質(zhì)和氧化反應(yīng),富集在催化劑表面的有機(jī)物濃度高,參與反應(yīng)的幾率更高,降解更快更,COD去除率大幅度提高。
B、催化活化:催化劑表面均勻分布高效催化活性材料,臭氧分子在活性催化劑的作用下易于分解產(chǎn)生如羥基自由基等強(qiáng)氧化性自由基,從而提高臭氧的氧化能力和反應(yīng)速度,提高轉(zhuǎn)化率,尾氣中殘余臭氧更低。
C、協(xié)同作用:GTO3臭氧催化劑表面既能高效富集水中有機(jī)污染物,又能催化活化臭氧分子且大幅度提高臭氧傳質(zhì)效率,產(chǎn)生大量羥基自由基,使臭氧分解有機(jī)物的反應(yīng)產(chǎn)生協(xié)調(diào)作用,取得超出理想的氧化降解效果。國泰GTO3系列多相臭氧催化劑利用多種高效活性金屬氧化物及金屬單質(zhì)為活性催化材料,采用立體構(gòu)架技術(shù),在高溫條件下提高微孔數(shù)量和分布均勻度,獲得更高的比表面積和活性表面,限度提高臭氧氧化效率。在同樣氧化條件下,GTO3催化劑存在時臭氧氧化效率提高30%-80%。
催化微電解技術(shù)的優(yōu)勢:
(1)相對于其他高級氧化技術(shù),微電解技術(shù)同時兼具氧化、還原以及混凝沉淀功能,適應(yīng)范圍廣;
(2)大多數(shù)高濃度廢水伴隨著高色度,對氧化劑(如雙氧水)消耗量大,運(yùn)行成本高,而FCM催化微電解材料同時具備脫色功能,材料藥劑消耗少,處理成本低。例如化學(xué)原料藥生產(chǎn)廢水,COD約5--6萬mg/l,FCM催化微電解處理單元(催化微電解反應(yīng)器+中和混凝沉淀池)出水COD約3萬mg/l,去除率約40-50%,噸水材料+藥劑+電耗=9.5元左右,去除每公斤COD成本約0.32--0.48元,比生化工藝消耗還低;
(3)相對于臭氧強(qiáng)氧化降解性能,FCM微電解較低的反應(yīng)電位(1.23v),使其對有機(jī)物分子中的雜原子(不對稱健如含硫有機(jī)物中的C-S)具有反應(yīng)的選擇性(優(yōu)先攻擊),將雜原子(S)還原為S2-,與Fe3+離子反應(yīng)形成硫化鐵沉淀從廢水中分離,從而降解廢水毒性,提高廢水的可生化性。例如頭孢類原料藥生產(chǎn)廢水中含巰基基團(tuán),被還原后生成硫化鐵沉淀物,巰基集團(tuán)破壞毒性去除,后段微生物得以繁殖,實(shí)現(xiàn)有效生化;
(4)對有機(jī)物具有降解去除的同時,對廢水中的氨氮具有明顯的去除作用,而且同時去除總氮;
(5) GCM催化微電解材料具有的還原功能,在去除COD的同時,可以有效將重金屬還原為零價單質(zhì),從水中分離,去除重金屬對后段生化微生物的毒性作用。對于含重金屬離子的電鍍線路板廢水,由于大量采用各種絡(luò)合劑,常規(guī)加藥除重金屬的工藝出水穩(wěn)定性差,重金屬濃度波動較大,經(jīng)常出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象,影響后段生化系統(tǒng)微生物的正常繁殖生長,生化效率低,造成生化系統(tǒng)處理效果不穩(wěn)定,出水經(jīng)常超標(biāo)。將FCM催化微電解系統(tǒng)作為替代技術(shù),用于生化前處理,可解決重金屬離子波動問題,確保后段生化系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行,是電鍍線路板廢水升級改造,提高達(dá)標(biāo)率的有效方法;
(6)GCM催化微電解材料利用其供電子還原作用,與芳環(huán)、共軛雙鍵等缺電子有機(jī)化合物直接發(fā)生氧化還原反應(yīng),另外GCM催化微電解材料還可將酸性水中氫離子還原為氫原子,對廢水中芳香族化合物、長鏈大分子有機(jī)化合物進(jìn)行“加氫"反應(yīng),間接實(shí)現(xiàn)開環(huán)、斷鏈作用,將難生化、長鏈大分子及環(huán)狀有機(jī)物降解為易于生化的小分子化合物,提高后段生化效率。
綜合上述原理和實(shí)踐,做好微電解材料和設(shè)計好微電解反應(yīng)器運(yùn)行參數(shù),可以對多種目前難處理廢水進(jìn)行有效預(yù)處理,再結(jié)合其他工藝和生化技術(shù),就可以較好的解決高濃度難生化廢水治理存在的問題。
類別/項(xiàng)目 | 國泰-自電解耦合氧化法 | 傳統(tǒng)-芬頓法 | 傳統(tǒng)-雙膜法 | 傳統(tǒng)-蒸發(fā)法 |
基本工藝 | 耦合氧化+生化+深度處理 | 生化+芬頓+BAF | 生化+雙膜 | 生化+膜+蒸發(fā) |
產(chǎn)水率 | 99% | 99% | 60~75% | 80~85% |
處理效果 | 污染物降解,生化系統(tǒng)高效運(yùn)行,出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo) | 生化系統(tǒng)不穩(wěn)定,出水氨氮、總氮、色度不達(dá)標(biāo) | 污染物分離,產(chǎn)生濃縮液,出水有異味 | 污染物分離,無法結(jié)晶,產(chǎn)生蒸發(fā)母液 |
投資成本(萬元/噸) | 6-10 | 6-8 | 10-14 | 13-25 |
運(yùn)維費(fèi)用(元/噸) | 低 | 中 | 高 | |
濃縮液 | 無 | 無 | 25%~40%濃縮液 | 10-30%蒸發(fā)母液 |
運(yùn)行維護(hù) | 管理難度小,藥劑用量小,污泥產(chǎn)生量較少,系統(tǒng)操作簡易 | 管理難度大,藥劑投加量不可控,人員素質(zhì)要求較高,污泥產(chǎn)生量大 | 管理難度大,膜易堵塞,清洗頻繁,阻垢劑、殺菌劑用量大,膜更換周期短 | 管理難度大,蒸發(fā)器易結(jié)垢、堵塞,清理難度大,電、蒸汽成本高,臭氣污染嚴(yán)重 |
我公司GT耦合氧化+生化處理+深度處 理組合工藝,將重金屬和有毒有害有機(jī)物降解,提高可生化性和生化效率,將垃圾滲濾液直接處理至達(dá)標(biāo)排放。工藝優(yōu)勢體現(xiàn)在:
(1) 投資及運(yùn)維成本比膜法降低 20%以上,比蒸發(fā)降低30%以上;
(2) 運(yùn)營成本大幅度降低(20-50%),系統(tǒng)壽命長,安全運(yùn)行十年以上;
(3) 自動化程度高,抗沖擊負(fù)荷強(qiáng),系統(tǒng)穩(wěn)定性 高;
(4)不產(chǎn)生濃液,直接分解污染物,無鹽分和有機(jī) 物的濃縮積累,解決有毒污染物。
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