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甲醛废水处理技术

文章出处:绿创环境 人气: 发表时间:2018-05-31 16:56

 

 

甲醛常温下是一种无色、具有强烈刺激性气味的气体,易溶于水,它能使蛋白质凝固,具有杀菌和防腐作用,已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。含甲醛的废水属于难处理的工业废水之一,针对甲醛废水自身特点,国内外科学家开展了大量的实验研究,发现了众多新型的废水处理工艺、技术和设备,以适应日益严格的排放标准。

1、甲醛废水来源及水质特点

1.1来源

甲醛在工业上主要用于制造树脂(酚醛树脂、脲醛树脂等)、塑料、皮革、纸、人造纤维、胶合板、防腐和熏蒸剂等,这些行业常产生含甲醛的废水,因此甲醛废水的来源十分广泛。

1.2水质特点

甲醛废水中除了含有大量的甲醛外,还含有醇、苯、酚、三聚甲醛、甲缩醛、二氧五环、乙二醇等物质。低浓度甲醛对微生物生长具有抑制作用,高浓度的甲醛可以使蛋白质变性,微生物很难存活。另外苯、多聚甲醛、缩聚醛、二氧五环等环状及较大分子物质化学性质稳定,很难通过普通的化学方法或生物方法进行彻底降解。

 
 
2、物理法

根据物理作用的不同,物理处理法分为渗透汽化法、真空膜蒸馏法、膜吸收法、吸附法。

1.1渗透汽化法

渗透汽化法是近年来迅速发展起来的一种新的液体混合物分离技术。这种方法不受汽液平衡的限制,因而在微量水的脱除,近沸物系、恒沸物的分离,及水中微量有机物的去除方面有着独特的优越性,所以越来越多的人开始重视该技术的发展。

1.2真空膜蒸馏法

真空膜蒸馏法是基于膜两侧水蒸气压差,热侧水蒸气由膜孔进入冷侧,水蒸气在冷侧冷凝,这个过程和普通蒸馏中的蒸发-传递-冷凝过程相同。膜蒸馏具有可在常压或稍高于常温的条件下进行分离的优点,并且能充分利用工业余热、太阳能和废热等低价能源,所需设备简单、操作方便,可用于苦咸水与海水的淡化、超纯水、浓缩水制备,在医药、环保等方面也有广泛应用。

1.3膜吸收法

膜吸收法是膜技术和气体吸收技术相结合的新型的吸收过程,膜吸收法适合于回收、浓缩和分离溶液中的具有挥发性的物质。膜吸收法与传统的液/液以及气/液接触反应器相比较而言,具有许多优点,譬如传统的气液接触反应器的传质面积约为5~20m2,而膜吸收法是在微孔膜表面开孔处的两相界面上气液两相互相接触的同时进行物质的吸收,这些膜孔为膜两侧的流体提供了相当大的接触面积(膜吸收反应器的传质面积可达到103~104m2),这样传质效率就大大提高了。

1.4吸附法

膨润土的主要矿物组分是蒙脱石,它有很大的比表面积,具有良好的吸附性能和阳离子交换能力,是一种新型的廉价的水处理吸附剂,并且在废水处理领域得到了广泛应用。但是用天然膨润土直接处理污水时效果不佳。因此,人们采用添加表面活性剂等方法将天然膨润土变为改性膨润土,从而改善其吸附性能,目前,应用较多的改性剂如环氧树脂、十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)、聚丙烯和聚苯胺等。

 
3、氧化法

3.1 Fenton

Fenton试剂是H2O2溶液在Fe2+的催化作用下分解产生羟基自由基(·OH),能对有机污染物发挥出很强的氧化能力并在在短时间内将有机污染物氧化分解为H2O、CO2等无机物质,同时,Fe2+被氧化成Fe3+产生混凝沉淀,去除大量有机物。Fenton法对很多难生化降解的有机废水有着较好的处理效果。

3.2  ClO2氧化法

ClO2作为一种强氧化剂,在医院污水的灭菌处理、饮用水消毒、游泳池水的循环处理以及工业废水处理方面得到了广泛应用。ClO2氧化法处理甲醛废水是根据二氧化氯可将甲醛氧化成甲酸,进一步氧化成CO2的原理而将其去除。

3.3 光催化法

光催化氧化技术是在光化学氧化技术的基础上发展起来的,也是近几十年来快速发展的一项新技术。它是以半导体为催化剂在特定波长光源的照射下产生催化作用,将水中的OH-离子和H2O分子氧化成具有较强氧化性的羟基自由基(·OH),进而将有机物氧化降解,具有不产生二次污染、适用范围广、净化度高、能耗低等优点,是一种高效节能型的废水处理技术。

3.4 湿式氧化法

湿式氧化技术是在高温高压下,以纯氧或空气中的氧气为催化剂,在液相体系中将有机污染物氧化成二氧化碳和水等无机物小分子的处理方法。在传统的湿式氧化的基础上,改进的湿式氧化法向体系中加入催化剂,以降低反应温度和压力,即形成了催化湿式氧化。

 
 
4、生物法

 

目前生物处理法在有机废水处理应用比较普遍。生物法主要是利用微生物代谢作用,对废水中含有的有机污染物做转移、转化和净化处理,使其转变为无毒无害的稳定物质,从而达到净化废水的目的。与其他方法相比,具有运行成本低、处理能力大、适用范围广和无二次污染等优点。

 
5、组合工艺

5.1 光-Fenton法

光-Fenton氧化法是在传统的Fenton处理工艺发展衍生出来的一种新工艺,传统的Fenton法H2O2的利用率较低,氧化降解不彻底,而光-Fenton氧化法的特点是使Fenton反应中产生的Fe3+与OH-复合离子在紫外光(或可见光)的照射下生成羟基自由基·OH的同时加快H2O2分解进而产生·OH,因此光-Fenton法能够产生较高浓度的·OH,可以显著提高废水中有机物的氧化效果,与传统Fenton系统相比,光-Fenton氧化法较大程度地提高了H2O2利用率,降低Fe2+的用量,并且加快有机污染物的降解速度。

5.2 电-Fenton法

三维电极-电Fenton法作为AOPS的一个新方向,通过在电-Fenton体系中引入粒子电极,使电极表面的溶解氧还原成过氧化氢,在此同时活性炭吸附了废水中的污染物以及Fe2+,并在电极表面上进行Fe2+催化H2O2分解产生·OH的过程,实现了在一个反应器内同时进行Fenton试剂法产生·OH反应和三维电极电催化产生·OH反应,这样就充分发挥了各反应的优势,产生协同效应,改善传质的效果,并提高了电流效率以及单位时空产率。

5.3微波-Fenton法

微波-Fenton法具有加热速度快、反应所需温度低的特点,极大地提高了羟基自由基·OH的释放能力,与传统的Fenton法联用可以极大地提高·OH生成率。目前,微波-Fenton法在污水处理方面得到了广泛的关注。

 
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