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    天津市英特節能技術有限公司

    TIANJIN INTENT ENERGY-SAVING TECHNOLOGY CO.,LTD

     

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    位置:技術論壇 〉水處理技術


    綠色水處理技術概述


        近年來,世界各國環保呼聲日益高漲,環境法規日趨完善。傳統的可造成二次污染的水處理技術的應用逐步受到限制。這促使環境科學家和環保工程師積極開發和應用“環境友好型”水處理技術(也稱綠色水處理技術)。
        綠色水處理技術的開發,正在有力推動環境科學與工程學科的發展,它是開展環境科學與工程學科創新研究的一條源泉之路,對于人類社會的可持續發展具有重要的現實意義。
    l 膜分離技術
         膜分離技術是近二、三十年內發展起來的。與常規分離方法相比,膜分離過程具有能耗低、單級分離效率高、工藝簡單、不污染環境等特點,在廢水處理中可實現水的閉路循環,除污的同時變廢為寶,是符合可持續發展戰略的綠色技術。膜分離技術主要包括微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)反滲透(RO)和電滲析等。近年來這些技術在水處理的應用愈來愈顯示生命力。
        世界上每天約有500萬m 的水通過膜分離處理為了適應水處理的需要,膜材料的性能逐步得以改進采用無毒無害、可生物降解的材料制備超濾膜。
        NF膜在水的軟化方面顯示了其它技術無可比擬的優越性,NF90膜在海島飲用水制備中可有效地去除對人體健康不利的Ca2+、Mg2+等硬度。在較低的操作壓力(<1.0MPa)下,總脫鹽率≥8l%,產水量可達144t/d,淡化水符合生活飲用水標準。
        電滲析作為綠色水處理技術近年來研究較多。有人采用改性異向膜電滲析法處理化纖廠粘膠單絲淋洗廢水(去酸水),在工藝上實現了污水閉路循環,消除了H2SO4和Zn的污染,并把溶解固體濃縮到190g/L,再進行多效蒸發來回收多余的Na2SO4。濃縮的H2SO4和ZnSO4溶液則返回凝固浴再用,淡化水中的總溶解固體(TDS)下降到0.7g/L以下,因無硬度,故可作洗滌用水。
         膜分離技術正在成為水處理研究與應用的熱點,其在水的回用方面起著難以替代的作用。將膜分離技術與綠色氧化技術、生物處理技術聯合,用于廢水的處理及回用是一個頗有前途的研究與應用方向。
    2 綠色氧化技術
        近年來,綠色氧化技術處理廢水的研究取得了顯著進展。廢水的綠色氧化技術主要是運用超臨界水氧化、光催化氧化、無毒藥荊催化氧化、電化學氧化、化學氧化與生物氧化相結合等手段處理廢水的技術。
    2.1 超臨界水氧化技術(SCWO)
         SCWO是對濕式氧化處理難降解有機廢水技術的改進,是近年來興起的綠色水處理技術。超臨界水(T>617.5K,P>22.05MPa)具有常態水所沒有的特性。其溶解性強,擴散系數大,傳質速度快,可作為超臨界水氧化有毒有害有機物的反應介質。有機物、空氣或氧氣和水在25Mt a和673K以上的溫度可完全互溶。
    體系呈均相混臺狀態,在較短的反應停留時問內,99.99 %以上的有機物可被迅速氧化成CO-NHO和其他小分子物質。該法用于有毒有害、難生物降解的有機廢水的處理尤其有效。氧化產物清潔且無需后續處理,符合全封閉處理要求。在較低的有機物含量下,可實現自熱然啟動,運行后無需外界供熱。
        因反應物混合均勻且反應溫度高,反應速度大幅加快,故水的停留時間較短,所需反應器體積小,結構簡單。
    2.2 光催化氧化技術
        光氧化最常用的催化劑是 TiO2、H2O2-草酸鐵等無機試劑。通常的懸浮相TiO2光催化氧化法存在著催化劑易失活、易凝聚和難分離等固有弊端。將TiO2負載在海沙上,作為光氧化反應的催化劑克服了上述缺點。還可將TiO2粉末固定在泡沫鎳上的光催化固定技術,降解廢水中的磺基水楊酸。利用TiO2催化降解有機物時,可利用太陽能來代替UV光源。
    2.3 無毒藥劑催化氧化技術
        采用無毒藥劑催化氧化處理有機廢水,尤其是處理有毒有害、難于生物降解的有機污染物,是當前水處理技術研究的熱點課題。
        活性嵌可作為廢水催化氧化反應的催化劑。與Fenton試劑法相比,COD去除率提高了1.75倍。還可利用金屬氧化物為催化劑,來提高臭氧的利用效率和氧化能力。
    2.4 電化學氧化技術
        近年來電化學水處理法得到了改進,在傳統電化學法的基礎上增加了氧化、催化氧化或光催化氧化作用,有效地突破了微電解技術的局限,展示了電化學水處理技術的綠色特點。利用光透電極和納米結構TiO2作為工作電極和光催化劑,采用光電催化法對水中染料進行電解,發現與光致分解、光催化降解相比,光電催化降解對三種染料一品紅、鉻藍K、鉻黑T溶液的降解效果最好。采用高壓脈沖放電降解法去除水中苯乙酮的研究也取得了較好的效果。
        液電脈沖處理水中苯乙酮過程中,在通入O2時,經30min放電處理,苯乙酮降解率可達92%。液電脈沖等離子降解法涉及等離子物理、等離子化學、流體力學、熱力學、生物、電工、環境保護等學科間的交叉,這種降解法具備了高溫熱降解、光化學氧化、液電空化降解以及超臨界水氧化等多種水處理法的綜合效應。
    2.5 臭氧一生物氧化技術
        利用臭氧氧化結合生物處理的方法對來自填埋場中的濾出液及被染料或表面活性劑污染的工業廢水進行生態性處理,也可收到良好的處理效果。
    既將污染物降至生態環境允許范圍之內,又可使用封閉氣流控制,從而不外溢有毒物質,也無污染物的轉移,是一種綠色處理技術。
    3 綠色中和技術
         因為Mg(OH)2緩沖性好、有活性吸附能力強、無腐蝕性、安全、無毒、無害,所以被稱為“綠色水處理劑”。近年來廣泛應用于工業廢水的處理,主要用作酸性廢水中和劑、重金屬離子脫除劑等。
    4 綠色絮凝技術
        近年來,不同種類的生物絮凝劑相繼得以開發,絮凝法處理廢水的技術也隨之綠色化。利用絮凝劑產生菌可產生生物大分子絮凝物質。
    已報道的微生物產生的絮凝物質有糖蛋白、牯多糖、蛋白質、纖維素、DNA等大分子物質。這些大分子物質稱為生物絮凝劑。生物絮凝劑具有使其他物質凝聚沉降的特性。其絮凝范圍廣泛、高效無毒、易于生物降解,可消除二次污染,可以說,生物絮凝劑處理廢水的技術是具有廣闊應用前景的綠色技術。
    5 超聲波技術
        超聲波是一種新的綠色水處理技術。它是指頻率高于20kHz的聲波。當一定強度的超聲波通過媒體時,會產生一系列的物理化學效應。超聲波處理有毒有害及難降解有機枷是非常簡便和有效的。用其降解水中的鹵代烴、酚類、酵類、聚合物、多環芳烴、多氯聯苯等。發現多數超聲波降解有機物的反應遵循一級反應動力學。將超聲波與電解法耦合處理含酚廢水,取得了比超聲波法更好的處理效果。這一研究成果有力地推動了聲電化學在水處理中的應用。
    6 結論
        按照可持續發展的要求,水處理技術的綠色化進程將會加快,開發高效、低毒、低能耗、不造成二次污染的水處理技術,特別是光、聲、磁、電、無毒藥劑氧化、生物氧化等多種手段聯用的新型綠色技術將成為水處理技術研究的熱點和方向。

     

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