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甲醛廢水處理技術

文章出處:AG贵宾会環境 人氣: 發表時間:2018-05-31 16:56

 

 

甲醛常溫下是一種無色、具有強烈刺激性氣味的氣體,易溶於水,它能使蛋白質凝固,具有殺菌和防腐作用,已經被世界衛生組織確定為致癌和致畸形物質。含甲醛的廢水屬於難處理的工業廢水之一,針對甲醛廢水自身特點,國內外科學家開展了大量的實驗研究,發現了眾多新型的廢水處理工藝、技術和設備,以適應日益嚴格的排放標準。

1、甲醛廢水來源及水質特點

1.1來源

甲醛在工業上主要用於製造樹脂(酚醛樹脂、脲醛樹脂等)、塑料、皮革、紙、人造纖維、膠合板、防腐和熏蒸劑等,這些行業常產生含甲醛的廢水,因此甲醛廢水的來源十分廣泛。

1.2水質特點

甲醛廢水中除了含有大量的甲醛外,還含有醇、苯、酚、三聚甲醛、甲縮醛、二氧五環、乙二醇等物質。低濃度甲醛對微生物生長具有抑製作用,高濃度的甲醛可以使蛋白質變性,微生物很難存活。另外苯、多聚甲醛、縮聚醛、二氧五環等環狀及較大分子物質化學性質穩定,很難通過普通的化學方法或生物方法進行徹底降解。

 
 
2、物理法

根據物理作用的不同,物理處理法分為滲透汽化法、真空膜蒸餾法、膜吸收法、吸附法。

1.1滲透汽化法

滲透汽化法是近年來迅速發展起來的一種新的液體混合物分離技術。這種方法不受汽液平衡的限製,因而在微量水的脫除,近沸物係、恒沸物的分離,及水中微量有機物的去除方麵有著獨特的優越性,所以越來越多的人開始重視該技術的發展。

1.2真空膜蒸餾法

真空膜蒸餾法是基於膜兩側水蒸氣壓差,熱側水蒸氣由膜孔進入冷側,水蒸氣在冷側冷凝,這個過程和普通蒸餾中的蒸發-傳遞-冷凝過程相同。膜蒸餾具有可在常壓或稍高於常溫的條件下進行分離的優點,並且能充分利用工業餘熱、太陽能和廢熱等低價能源,所需設備簡單、操作方便,可用於苦鹹水與海水的淡化、超純水、濃縮水製備,在醫藥、環保等方麵也有廣泛應用。

1.3膜吸收法

膜吸收法是膜技術和氣體吸收技術相結合的新型的吸收過程,膜吸收法適合於回收、濃縮和分離溶液中的具有揮發性的物質。膜吸收法與傳統的液/液以及氣/液接觸反應器相比較而言,具有許多優點,譬如傳統的氣液接觸反應器的傳質麵積約為5~20m2,而膜吸收法是在微孔膜表麵開孔處的兩相界麵上氣液兩相互相接觸的同時進行物質的吸收,這些膜孔為膜兩側的流體提供了相當大的接觸麵積(膜吸收反應器的傳質麵積可達到103~104m2),這樣傳質效率就大大提高了。

1.4吸附法

膨潤土的主要礦物組分是蒙脫石,它有很大的比表麵積,具有良好的吸附性能和陽離子交換能力,是一種新型的廉價的水處理吸附劑,並且在廢水處理領域得到了廣泛應用。但是用天然膨潤土直接處理汙水時效果不佳。因此,人們采用添加表麵活性劑等方法將天然膨潤土變為改性膨潤土,從而改善其吸附性能,目前,應用較多的改性劑如環氧樹脂、十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB)、聚丙烯和聚苯胺等。

 
3、氧化法

3.1 Fenton

Fenton試劑是H2O2溶液在Fe2+的催化作用下分解產生羥基自由基(·OH),能對有機汙染物發揮出很強的氧化能力並在在短時間內將有機汙染物氧化分解為H2O、CO2等無機物質,同時,Fe2+被氧化成Fe3+產生混凝沉澱,去除大量有機物。Fenton法對很多難生化降解的有機廢水有著較好的處理效果。

3.2  ClO2氧化法

ClO2作為一種強氧化劑,在醫院汙水的滅菌處理、飲用水消毒、遊泳池水的循環處理以及工業廢水處理方麵得到了廣泛應用。ClO2氧化法處理甲醛廢水是根據二氧化氯可將甲醛氧化成甲酸,進一步氧化成CO2的原理而將其去除。

3.3 光催化法

光催化氧化技術是在光化學氧化技術的基礎上發展起來的,也是近幾十年來快速發展的一項新技術。它是以半導體為催化劑在特定波長光源的照射下產生催化作用,將水中的OH-離子和H2O分子氧化成具有較強氧化性的羥基自由基(·OH),進而將有機物氧化降解,具有不產生二次汙染、適用範圍廣、淨化度高、能耗低等優點,是一種高效節能型的廢水處理技術。

3.4 濕式氧化法

濕式氧化技術是在高溫高壓下,以純氧或空氣中的氧氣為催化劑,在液相體係中將有機汙染物氧化成二氧化碳和水等無機物小分子的處理方法。在傳統的濕式氧化的基礎上,改進的濕式氧化法向體係中加入催化劑,以降低反應溫度和壓力,即形成了催化濕式氧化。

 
 
4、生物法

 

目前生物處理法在有機廢水處理應用比較普遍。生物法主要是利用微生物代謝作用,對廢水中含有的有機汙染物做轉移、轉化和淨化處理,使其轉變為無毒無害的穩定物質,從而達到淨化廢水的目的。與其他方法相比,具有運行成本低、處理能力大、適用範圍廣和無二次汙染等優點。

 
5、組合工藝

5.1 光-Fenton法

光-Fenton氧化法是在傳統的Fenton處理工藝發展衍生出來的一種新工藝,傳統的Fenton法H2O2的利用率較低,氧化降解不徹底,而光-Fenton氧化法的特點是使Fenton反應中產生的Fe3+與OH-複合離子在紫外光(或可見光)的照射下生成羥基自由基·OH的同時加快H2O2分解進而產生·OH,因此光-Fenton法能夠產生較高濃度的·OH,可以顯著提高廢水中有機物的氧化效果,與傳統Fenton係統相比,光-Fenton氧化法較大程度地提高了H2O2利用率,降低Fe2+的用量,並且加快有機汙染物的降解速度。

5.2 電-Fenton法

三維電極-電Fenton法作為AOPS的一個新方向,通過在電-Fenton體係中引入粒子電極,使電極表麵的溶解氧還原成過氧化氫,在此同時活性炭吸附了廢水中的汙染物以及Fe2+,並在電極表麵上進行Fe2+催化H2O2分解產生·OH的過程,實現了在一個反應器內同時進行Fenton試劑法產生·OH反應和三維電極電催化產生·OH反應,這樣就充分發揮了各反應的優勢,產生協同效應,改善傳質的效果,並提高了電流效率以及單位時空產率。

5.3微波-Fenton法

微波-Fenton法具有加熱速度快、反應所需溫度低的特點,極大地提高了羥基自由基·OH的釋放能力,與傳統的Fenton法聯用可以極大地提高·OH生成率。目前,微波-Fenton法在汙水處理方麵得到了廣泛的關注。