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UED技術(shù)在工業(yè)廢水深度處理中的應(yīng)用

 一、工業(yè)廢水尾水的來(lái)源

當(dāng)前我國(guó)工業(yè)廢水處理系統(tǒng)排放的尾水在很大程度上剛剛達(dá)到國(guó)家的規(guī)定排水標(biāo)準(zhǔn)，隨著國(guó)家對(duì)水資源的嚴(yán)格把控，整個(gè)工業(yè)體系將廢水處理系統(tǒng)的尾水作為再生用水的水源已經(jīng)常態(tài)化，常規(guī)的處理工藝在深度降解COD、氨氮等物質(zhì)過(guò)程時(shí)占用較大的廠房、較長(zhǎng)的工藝流程、較多的藥劑投入、較高素質(zhì)的人員操作，不同的工業(yè)廢水處理的工藝路線也各不相同。作為深度處理工藝的原水，現(xiàn)有的處理方式已經(jīng)不能滿足使用需求。

二、工業(yè)廢水尾水特點(diǎn)

工業(yè)廢水尾水具備如下特點(diǎn)：

水質(zhì)復(fù)雜多變：不同行業(yè)和生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢水成分不同，廢水處理的尾水水質(zhì)復(fù)雜多變。

污染物去除：經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的工藝處理后，排放的尾水仍含有少量的COD、氨氮、色度、微量的毒性物質(zhì)等，對(duì)尾水深度處理設(shè)備是十分巨大的運(yùn)行負(fù)擔(dān)。

排放量大：工業(yè)廢水排放量通常較大。

處理難度大：由于廢水成分復(fù)雜、污染物種類多、處理難度大，需要采用多種處理技術(shù)。

對(duì)環(huán)境和人體健康危害大：業(yè)廢水中含有多種有毒有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境和人體健康造成嚴(yán)重影響。未經(jīng)處理的廢水直接排放到環(huán)境中會(huì)導(dǎo)致水體污染、土壤污染和生態(tài)破壞等問(wèn)題。

因此，對(duì)于工業(yè)廢水尾水深度處理不論是回用還是達(dá)標(biāo)排放，已經(jīng)成為當(dāng)前需要解決的實(shí)際問(wèn)題。

三、工業(yè)廢水常用處理工藝

工業(yè)廢水尾水的處理工藝可歸納為以下幾種：

膜分離技術(shù)：常用的膜分離技術(shù)包括微濾、納濾、超濾和反滲透等。

吸附方法：活性炭吸附、樹(shù)脂置換等。

電化學(xué)方法：電絮凝技術(shù)、電滲析技術(shù)等。

上述單一處理方法會(huì)產(chǎn)生出大量的廢水，廢水的二次處理增加了整個(gè)工藝的運(yùn)行負(fù)荷，通常采用多種工藝聯(lián)合處理，才能保證穩(wěn)定的處理效果。

四、UED設(shè)備

1、UED設(shè)備簡(jiǎn)介

UED(Ultimate Electrocatalytic Decomposer)是目前已知最先進(jìn)、處理能力最強(qiáng)的清潔環(huán)保氧化技術(shù)，它采用FCD電極(功能導(dǎo)電金剛廠)為陽(yáng)極，在接通低壓電(<12V)情況下，可瞬間產(chǎn)生大量強(qiáng)氧化性物質(zhì)如羥基自由基(OH·)等，將各類復(fù)雜的有機(jī)分子快速分解并最終轉(zhuǎn)化為無(wú)害的CO₂和H₂O，其反應(yīng)速率較常規(guī)高級(jí)氧化技術(shù)(AOPs)提高3-5倍，且對(duì)有機(jī)分子的分解更為徹底，是去除高難廢水中COD、TOC、氨氮等指標(biāo)的最佳工藝選擇。

2、反應(yīng)機(jī)理

UED電催化氧化技術(shù)降解有機(jī)物的途徑包括直接氧化和間接氧化。直接氧化是通過(guò)有機(jī)污染物吸附在陽(yáng)極表面以電子轉(zhuǎn)移形式實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的氧化去除，有機(jī)物可直接轉(zhuǎn)變成CO2和H2O。間接氧化是通過(guò)在陽(yáng)極表面間接產(chǎn)生自由基等活性中間產(chǎn)物或高氧化性的高價(jià)態(tài)金屬氧化物來(lái)實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物的氧化去除。

反應(yīng)機(jī)理：

H?O → ·OH + e^- + H⁺

2·OH→ H?O?

      Cl^- +·OH→ Cl·+OH^-

降解污染物方式：

(1) 直接氧化：污染物在電極表面直接被氧化。

(2) 間接氧化：通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)生成具有強(qiáng)氧化性的中間產(chǎn)物，來(lái)間接氧化降解污染物。

機(jī)理示意圖

3、設(shè)備優(yōu)勢(shì)

(1) 廣譜：普遍適用于各行業(yè)高難度廢水處理，且能耐受極端的原水條件(如高鹽、高生物毒性、高濃度)。

(2) 高效：超強(qiáng)的催化氧化分解能力，極短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)有機(jī)分子的破環(huán)、斷鏈反應(yīng)。

(3) 靈活：源頭處理、預(yù)處理、達(dá)標(biāo)保障，可與常規(guī)工藝無(wú)縫銜接。

(4) 清潔：只需用電，無(wú)二次污染，常溫常壓運(yùn)行。

(5) 便捷：標(biāo)準(zhǔn)模塊裝備，無(wú)需土建及其他構(gòu)筑物，生產(chǎn)、安裝、維護(hù)極度便捷。

4、UED設(shè)備對(duì)工業(yè)廢水深度處理效果

某煤化工含酚廢水處理系統(tǒng)尾水UED電催化氧化深度處理，如下表所示。

該煤化工企業(yè)的廢水中主要含酚類、COD等有機(jī)溶劑，水量約8900m3/d，經(jīng)過(guò)前端的厭氧IC、芬頓、臭氧、厭氧、好氧等，難以達(dá)標(biāo)排入膜系統(tǒng)進(jìn)水的標(biāo)準(zhǔn)。如表1所示，經(jīng)UED設(shè)備處理，反應(yīng)時(shí)間不到7min，原水COD由150mg/L降低至5mg/L以下，達(dá)標(biāo)后滿足后端膜系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)要求。

某冶金洗滌廢水處理尾水UED電催化氧化深度處理，如下表所示。

表2為某冶金洗滌廢水處理尾水，水量約200m3/d，洗滌廢水處理尾水COD高于60mg/L不滿足直接排放要求，采用UED設(shè)備進(jìn)行處理反應(yīng)15min后COD降解到50mg/L，表明該設(shè)備對(duì)洗滌廢水處理后尾水COD具有良好的去除能力。