工業(yè)廢水領域十大廢水處理工藝
TOP1膜技術(shù)膜技術(shù)是近些年來發(fā)展起來的一種全新技術(shù)，這項技術(shù)主要是利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)來培養(yǎng)發(fā)酵不同功能的活性菌并制成生物膜，投放到污染水體中對富營養(yǎng)元素進行分解轉(zhuǎn)化，從而達到污水處理目的。膜分離的過程實際上就是通過選擇性透過膜來分離介質(zhì)，這種分離過程中是在外力推動下來實現(xiàn)混合物的分離、提純和濃縮的。在膜技術(shù)中的膜種類是多樣的，既可以是固相膜又可以是氣相膜，但大部分是固相膜。固相膜本身根據(jù)所驅(qū)動力的不同又可以分為電驅(qū)動膜、壓力驅(qū)動膜以及熱驅(qū)動膜等多種形式的。膜分離技術(shù)在污水處理過程中也很少需要維護，操作起來也非常簡便。膜分離裝置是比較簡單的，不需要改變生產(chǎn)線。從這點來看膜分離技術(shù)是具有成本優(yōu)勢的。膜分離法常用的有微濾、納濾、超濾和反滲透等技術(shù)。由于膜技術(shù)在處理過程中不引入其他雜質(zhì)，可以實現(xiàn)大分子和小分子物質(zhì)的分離，因此常用于各種大分子原料的回收，如利用超濾技術(shù)回收印染廢水的聚乙烯醇漿料等。目前***膜技術(shù)工程應用推廣的主要難點是膜的造價高、壽命短、易受污染和結(jié)垢堵塞等。伴隨著膜生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，膜技術(shù)將在廢水處理領域得到越來越多的應用。膜技術(shù)在含重金屬廢水中的應用在金屬加工過程中，會產(chǎn)生大量的沖洗水，這些廢水中含有大量的金屬離子，而多數(shù)企業(yè)在處理過程中通常是將廢水中含有多余的金屬離子去除。這樣就會達到污水處理的要求，并合理回收有效物質(zhì)，膜技術(shù)的應用符合了污水處理的要求，經(jīng)過相關實驗可以看出，在含有大量的金屬離子的水中進過超濾處理后，重金屬的含有量在百分之九十九以上。利用反滲透膜技術(shù)進行金屬污水處理，當水中的離子濃度達到340mg/L時，去除率可以達到百分之九十九。通過相關可以看出利用膜分離技術(shù)消除污水中的中金屬比傳統(tǒng)處理方法效果更好，操作更簡單。膜技術(shù)在在染料廢水處理的應用在染料行業(yè)中納濾技術(shù)主要應用在染料廢水的濃縮以及粗制染料的脫鹽這兩方面。通常情況下水溶性染料的相對分子質(zhì)量是在300到1500之間的，納濾技術(shù)正好適用于上述區(qū)間。在經(jīng)過膜分離技術(shù)處理后的染料溶液時可以直接制成高附加值、高濃度以及低鹽的液體染料產(chǎn)品。此外還可以制成固體粉狀染料產(chǎn)品。應用納濾技術(shù)能夠截留大分子，從而達到分離目的。染料廢水在經(jīng)過處理之后將會變成兩種水：濃縮濃液以及膜的淡水。淡水是可以回收當做生產(chǎn)用水的，濃液中也是含有有用成分的，對于這些有用成分可以當作原料。這對于降低成本是有重要意義。膜技術(shù)在造紙廢水中的應用造紙廠在生產(chǎn)中產(chǎn)生大量的污水，運用傳統(tǒng)的處理方法不能有效的去除其中殘留的雜質(zhì)和污染物，運用膜處理技術(shù)處理造紙過程中產(chǎn)生的污水，首先要經(jīng)過沉淀處理，在進行過濾，并保持濾膜孔徑的直徑在0.1um，經(jīng)過過濾處理之后固體懸浮物會明顯下降。***后經(jīng)過超濾膜，超濾膜的孔徑在保持在0.04um左右，這樣有機物可以被過濾掉，經(jīng)過相關處理，廢水中的溶液去除率可以達到百分之九十七，提高了相應的回收率，在進行超濾處理時，由于選用的膜處理的孔徑不同，所以廢液處理的效果也不同。通過相應的實驗可以看出在一二級的作用處的漂白的效果***明顯。反滲透在工業(yè)廢水處理中的應用當下，反滲透主要用于處理橡膠工業(yè)廢水、高濃度有機廢水及海水的淡化。（1）反滲透在處理橡膠工業(yè)廢水中的應用。反滲透對無機鹽具有很高的去除率，而橡膠工業(yè)廢水成分中含量***多的恰恰就是無機鹽。利用反滲透對橡膠工業(yè)廢水進行處理有利于廢水的資源回收，減少了橡膠廢水對環(huán)境的影響。（2）反滲透在有機廢水處理中的應用?？梢岳梅礉B透對有機物90%的去除率，對廢水中的有機物進行濾除，回收有機物得到無害的工業(yè)用水。另外，反滲透在海水淡化中的應用也越來越普遍。我國的淡水資源短缺，然而，我國的海洋覆蓋率很大，而海水與淡水的***大區(qū)別在于海水含鹽量較高。如果能將海水的鹽分降低到人可以使用的程度，再經(jīng)過一系列的處理就可以供人們使用。我國已經(jīng)投入四個海水淡化工程，通過多次反滲透將海水進行逐步的淡化，將苦咸水變成使用水，為解決我國食用水短缺現(xiàn)象提供了可能。TOP2鐵碳微電解處理技術(shù)鐵碳微電解法是利用Fe/C原電池反應原理對廢水進行處理的良好工藝，又稱內(nèi)電解法、鐵屑過濾法等。鐵炭微電解法是電化學的氧化還原、電化學電對對絮體的電富集作用、以及電化學反應產(chǎn)物的凝聚、新生絮體的吸附和床層過濾等作用的綜合效應，其中主要是氧化還原和電附集及凝聚作用。鐵屑浸沒在含大量電解質(zhì)的廢水中時，形成無數(shù)個微小的原電池，在鐵屑中加入焦炭后，鐵屑與焦炭粒接觸進一步形成大原電池，使鐵屑在受到微原電池腐蝕的基礎上，又受到大原電池的腐蝕，從而加快了電化學反應的進行。此法具有適用范圍廣、處理效果好、使用壽命長、成本低廉及操作維護方便等諸多優(yōu)點，并使用廢鐵屑為原料，也不需消耗電力資源，具有“以廢治廢”的意義。目前鐵炭微電解技術(shù)已經(jīng)廣泛應用于印染、農(nóng)藥/制藥、重金屬、石油化工及油分等廢水以及垃圾滲濾液處理，取得了良好的效果。由于微電解過程包含了氧化還原、電附集、物理吸附、絮凝沉降以及鐵作為催化劑的多種作用。而不同的廢水成分差異很大，不同的有機物其降解難易程度不同，因此對應的微電解工藝參數(shù)也差異很大。鐵碳微電解處理技術(shù)在染料廢水處理的應用（1)偶氮染料廢水張宗恩等選用上海某染料廠總排水口的廢水為實驗水樣。研究結(jié)果表明：經(jīng)微電解處理后，廢水色度去除率達95%，CODcr去除率達40%，并指出脫色機理主要是基于還原作用，使偶氮鍵-N=N-斷裂，從而破壞整個偶氮染料分子的共軛發(fā)色體系，到達脫色的目的。偶氮分子的結(jié)構(gòu)對還原作用也有一定影響。(2）分散染料廢水分散染料是疏水性較強的非離子型染料。這種廢水具有污染物濃度高、色度高、酸堿度高、毒性大的特點，因而處理難度大。大連染料廠的分散芷青等6種廢水是由24股不同工序產(chǎn)生的廢水組成，COD高達1000mg/L，色度8000倍，BOD5/COD<0.18，不能直接生化處理，化學絮凝、化學氧化法不能有效處理。薛大明等采用微電解法對該廢水進行處理。研究結(jié)果：高濃度分散染料廢水經(jīng)三級微電解處理后，廢水色度去除率達97.5%，CODcr去除率達64.4%，BOD5/COD上升為0.302，大大提高了可生化性。(3）印染廢水劉興旺通過對鐵屑進行改性，并與其他一些活性填料助劑結(jié)合使用處理印染廢水，研究結(jié)果表明：該法可以大大提高鐵屑對廢水的處理效果。改性后的脫色率及COD去除率比單純的鐵屑提高20%—30%，延長使用壽命1.5—1.8倍。(4）竺麻廢水作為紡織印染工業(yè)常見的廢水，傳統(tǒng)的處理工藝效果差、投資大。詹艷等利用微電解法對重慶市金帝工業(yè)集團公司的苧麻生產(chǎn)廢水進行了預處理研究。結(jié)果表明：***佳工藝條件下（起始pH值為2-3，停留時間40min），COD去除率大于32%，脫色率達47%-60%，并且發(fā)現(xiàn)適量金屬氧化物加入鐵炭填料后（如CuO、MnO2、Al2O3）均能使廢水COD去除率提高至48%以上。并通過正交對比提出微電解影響因子的影響大小依次為：pH值>反應溫度>通氣量>停留時間。鐵碳微電解處理技術(shù)在含酚廢水的應用張?zhí)靹俚葘ξ㈦娊夥ㄌ幚砗訌U水進行了研究，分析了該法處理含酚廢水的原理和各種因素對處理效果的影響，廢水來自天津市化工廠苯酚車間蒸餾工段，為略帶渾濁的無色液體，pH值為6-7，酚的質(zhì)量分數(shù)為5%-10%。在***佳條件下，處理前酚濃度為285.6mg/L，處理后為0.625mg/L，脫色率達99.8%。對高質(zhì)量濃度的含酚廢水，微電解法處理能收到很佳的效果。鐵碳微電解處理技術(shù)在DDNP廢水的應用DDNP廢水中主要污染物是二硝基重氮酚，它作為主要的起爆炸藥而廣泛應用于各種火工行業(yè)，這種廢水染色深，成分復雜。馬曉龍等采用微電解對DDNP廢水進行脫色處理，大量實驗表明：廢水起始pH控制在2.5左右，脫色率達95%以上，該法優(yōu)于絮凝法和吸附法，投資少，設備簡單，運行費用低。鐵碳微電解處理技術(shù)在制藥廢水的應用皺振揚等應用微電解法處理四環(huán)素制藥廢水時，向Fe-C體系中加入一定量的Mn2+、Zn2+，其原理是Mn2+、Zn2+吸附在活性炭表面上，可能有一定催化氧化有機物作用，有利于產(chǎn)生絮凝作用。與水解-生化治理工藝比較，該法投資較少、效益較高、切實可行。另外張亞楠等運用鑄鐵屑處理新鄉(xiāng)市制藥有限公司無環(huán)鳥苷、肌苷及病毒唑三者的生產(chǎn)混合廢水，原水COD高達6000-8000mg/L，BOD5/COD可進一步提高到0.9。鐵碳微電解處理技術(shù)在處理氰化物的應用氰化物是一種劇毒物質(zhì)，在電鍍、農(nóng)藥、染料中間體等工業(yè)廢水中都含大量的CN-,對人和其它動物造成很大的威脅。韋海朝等對含氰廢水處理方法作了系統(tǒng)的評述，目前通常使用化學法，過氧化無法，O3處理法和電化學氧化法。微電解反應能分解CN-，而去除其污染，電極反應為：CN-+2OH--2e=CNO-+H2O，2CNO-+4OH--6e=2CO2+N2+2H2O該法不僅可以通過絮凝共沉淀法處理，而且不需提供外加電源，節(jié)約大量電能。此外，微電解法在屠宰場廢水，木薯酒槽廢水、醫(yī)院廢水、化纖廢水、高濃度毛發(fā)廢水、農(nóng)藥中間體廢水等眾多廢水的治理中有著廣泛應用前景。TOP3Fenton及類Fenton氧化法典型的Fenton試劑是由Fe2+催化H2O2分解產(chǎn)生˙OH，從而引發(fā)有機物的氧化降解反應。由于Fenton法處理廢水所需時間長，使用的試劑量多，而且過量的Fe2+將增大處理后廢水中的COD并產(chǎn)生二次污染。近年來，人們將紫外光、可見光等引入Fenton體系，并研究采用其他過渡金屬替代Fe2+，這些方法可顯著增強Fenton試劑對有機物的氧化降解能力，減少Fenton試劑的用量，降低處理成本，統(tǒng)稱為類Fenton反應。Fenton法反應條件溫和，設備較為簡單，適用范圍廣；既可作為單獨處理技術(shù)應用，也可與其他方法聯(lián)用，如與混凝沉淀法、活性碳法、生物處理法等聯(lián)用，作為難降解有機廢水的預處理或深度處理方法。Fenton氧化法在處理氰化物的應用氰化物是劇毒性的物質(zhì)，在廢水的排放中都要嚴格控制氰化物的含量。芬頓試劑可有效地處理氰化物，處理過程中，游離的氰化物分兩步被分解。俄羅斯學者研究了采用Fenton試劑處理含有氰化物和硫氰化物的廢水（質(zhì)量濃度均為1000mg/L)，前者氧化率為99.8%，后者氧化率為84.0%。Fenton氧化法在處理酚類的應用酚類物質(zhì)有較高的毒性，對人體有致癌作用，屬于難降解的工業(yè)有機廢水。芬頓試劑可用于處理苯酚、甲酚、氯代酚等多種酚類，效果均極好。在室溫、pH=3-6和FeS04催化劑存在的情況下，H202可快速破壞酚結(jié)構(gòu)，氧化過程中先將苯環(huán)***為二元酸，***后生成CO2和H2O。用芬頓試劑氧化法處理對氨基酚(PAP)，探討了影響處理結(jié)果的因素。在選定的條件下，PAP去除率為96%-98%，廢水色度明顯變淺，降低了廢水的生物毒害性，改善了廢水的生物降解性能。除了可以直接降解氯酚類物質(zhì)外，還可以用芬頓試劑氧化作為生物處理技術(shù)的前處理過程，使廢水的毒性降低，可生化性提高。Fenton氧化法在染料廢水處理的應用（1）紡織印染廢水的組成非常復雜，多數(shù)分子是以苯環(huán)為核心的稠環(huán)、雜環(huán)結(jié)構(gòu)，屬于高度穩(wěn)定且有高致癌性的廢水，它難以降解，并含有大量殘余的染料和助劑。目前染料廢水主要問題是殘余染料所產(chǎn)生的色度。染料廢水中顏色來源于染料分子的共扼體系，芬頓試劑在酸性條件下生成HO?能夠氧化打破這種共扼結(jié)構(gòu)，使之變成無色的有機分子進一步礦化。采用芬頓氧化法對染料廢水進行處理具有***低耗、無二次污染的優(yōu)勢。（2）Fenton氧化法在處理染料中間體或染料助劑廢水的應用，染料中間體廢水中常含有大量的蒽醌、萘、苯的各種取代基衍生物，具有COD高、色度高等特點，是目前較難處理的工業(yè)廢水之一。用芬頓試劑處理此類廢水的集瑞環(huán)保實驗人員研究也在陸續(xù)開展，并取得良好效果。用芬頓試劑處理B一萘磺酸鈉。先用Fecl3,進行混凝處理，后用芬頓試劑氧化。在適宜的條件下，廢水的COD和色度去除率分別達到99.6%和95.3%，處理后廢水可達到排放標準。Fenton氧化法在處理農(nóng)藥（草甘膦）廢水的應用農(nóng)藥廢水是一種難治理的有機化工廢水，具有COD高、毒性大、難生物降解等特點。近來針對這點，出現(xiàn)了一些用Fenton法進行處理的研究。用芬頓法與光芬頓法降解2,4-二氯苯氧乙烯(2,4-D)，探索了反應條件對降解效果的影響。在2,4-D質(zhì)量濃度為200mg/I,H202質(zhì)量濃度為200mg/L,Fe2+質(zhì)量濃度為40200mg/L,pH為3.5的情況下，可在10min內(nèi)使農(nóng)藥的降解率達到85%,TOC去除率也可達到80%以上。Fenton氧化法在處理焦化廢水的應用煉焦廢水含有數(shù)十種無機和有機化合物，包括氨氮、硫氰化物、硫化物、氰化物、酚、苯胺、苯并比等，其中一些是高致癌物，屬于高污染難治理的工業(yè)廢水。實驗人員研究了用芬頓法處理焦化廢水。探討了影響COD去除率的因素，確定了適宜的操作條件。在此條件下，焦化廢水COD去除率達88.9%.H202如分3批加人(總量不變)，COD去除率可提高至92%。實驗人員研究了芬頓氧化/混凝協(xié)同處理焦化廢水經(jīng)生物處理后的出水。結(jié)果表明，經(jīng)此處理后，出水可達國家二級排放標準。如后續(xù)再經(jīng)生物處理，***后出水將可穩(wěn)定地達到國家一級排放標準。研究試驗中，還通過分析相對分子質(zhì)量分布和小分子有機物組成，揭示了焦化廢水生物處理后出水的物質(zhì)組成及其在芬頓氧化/混凝協(xié)同處理后的污染物變化規(guī)律。Fenton氧化法在處理垃圾滲濾液的應用城市垃圾滲濾液是一種組成成分復雜的污水，將會污染地下水，對城市環(huán)境構(gòu)成嚴重威脅。由于其含有多種有毒有害的難降解有機物，不易用傳統(tǒng)的生化法來處理。不同的填埋場的垃圾滲濾液的組成、濃度不同。垃圾滲透液中的應用，進行了用芬頓法處理垃圾滲濾液的中型試驗，反應在連續(xù)的攪拌發(fā)生器中進行，當試劑加入量適當時，COD的去除率可達67.5%，從而提高了可生化性，有利于進一步的處理。由以上對各種廢水的研究可知用芬頓試劑處理廢水的特點，一是反應啟動快，反應在酸性的環(huán)境中，常溫常壓，條件溫和；二是不需要設計復雜的反應系統(tǒng)，設備簡單、能耗小。芬頓試劑氧化性強，反應過程中可以將污染物徹底地無害化，而且氧化劑H2O:參加反應后的剩余物可以自行分解掉，不留殘余，同時也是良好的絮凝劑，效果好。Fenton試劑在處理各種廢水的時候，其反應條件差別不大，這就方便了Fenton試劑的工業(yè)化應用。TOP4臭氧氧化臭氧是一種強氧化劑，與還原態(tài)污染物反應時速度快，使用方便，不產(chǎn)生二次污染，可用于污水的消毒、除色、除臭、去除有機物和降低COD等。單獨使用臭氧氧化法造價高、處理成本昂貴，且其氧化反應具有選擇性，對某些鹵代烴及農(nóng)藥等氧化效果比較差。為此，近年來發(fā)展了旨在提高臭氧氧化效率的相關組合技術(shù)，其中UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3等組合方式不僅可提高氧化速率和效率，而且能夠氧化臭氧單獨作用時難以氧化降解的有機物。由于臭氧在水中的溶解度較低，且臭氧產(chǎn)生效率低、耗能大，因此增大臭氧在水中的溶解度、提高臭氧的利用率、研制***低能耗的臭氧發(fā)生裝置成為研究的主要方向。臭氧氧化在醫(yī)藥廢水的處理應用大多醫(yī)藥廢水COD較高、可生化性差，單純靠物理化學方法處理成本高不經(jīng)濟，普通的生化處理又根本行不通，所以可以先用臭氧預處理，主要是為了提高廢水的可生化性，為后續(xù)生物處理降低難度，同時降低COD。臭氧氧化在對印染廢水的處理應用印染廢水對環(huán)境的污染很嚴重，其水量大、水質(zhì)波動大、污染物成分復雜且含量高，色度、化學需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)均較高，是國內(nèi)外難處理的工業(yè)廢水之一。臭氧氧化技術(shù)是利用臭氧分子反應選擇性強，能與含雙鍵的染料直接發(fā)生加成反應，使染料開環(huán)脫色，并提高廢水的可生化性。此外，臭氧在紫外線(UV)作用下，轉(zhuǎn)化為˙OH等強氧化性物質(zhì)，與有機物反應，使染料的發(fā)色基團中的不飽和鍵斷裂，生成相對分子質(zhì)量小、無色的有機酸、醛等，達到脫色和降解有機物的目的。利用O3/UV氧化與常規(guī)生化組合，先利用生化法將可生化有機物大部分去除，剩余不可生化污染物用O3/UV氧化，以降低臭氧的消耗及處理成本，提高出水水質(zhì)。臭氧氧化在對含酚廢水的處理應用含酚廢水是比較普遍且危害性很嚴重的工業(yè)廢水之一，酚是一種公認的致癌、致畸、致變的“三致”物質(zhì)，處理工業(yè)含酚廢水已是工業(yè)廢水方面急待解決的問題之一。研究表明，對于含酚量為227mg/L，pH值為7.3-7.6，水溫為13-40C的焦化廠廢水，經(jīng)過臭氧氧化處理后，水中的含酚量降低了98%。臭氧氧化在對垃圾滲濾液的處理應用垃圾滲濾液是一種污染性極強的高污染物含量有機廢水，其中有機污染物高達77種，其中促癌物、輔致癌物5種，被列入我國環(huán)境優(yōu)先控制污染物“黑名單”。并且垃圾滲濾液對周邊環(huán)境、填埋場土層及地下水都會造成極大的污染。馮旭東等人采用生物-臭氧氧化技術(shù)對垃圾滲濾液進行處理研究，實驗表明，經(jīng)臭氧氧化后，可以有效降低垃圾滲濾液生物處理出水的CODOF值;垃圾滲濾液生物處理出水臭氧氧化后，其生物降解性隨氧化時間的增加存在極值，結(jié)合處理的經(jīng)濟性可以采用生物-臭氧-生物的聯(lián)合技術(shù)處理垃圾滲濾液。TOP5磁分離技術(shù)磁分離技術(shù)是近年來發(fā)展的一種新型的利用廢水中雜質(zhì)顆粒的磁性進行分離的水處理技術(shù)。對于水中非磁性或弱磁性的顆粒，利用磁性接種技術(shù)可使它們具有磁性。磁分離技術(shù)應用于廢水處理有三種方法：直接磁分離法、間接磁分離法和微生物—磁分離法。目前研究的磁性化技術(shù)主要包括磁性團聚技術(shù)、鐵鹽共沉技術(shù)、鐵粉法、鐵氧體法等，具有代表性的磁分離設備是圓盤磁分離器和高梯度磁過濾器。目前磁分離技術(shù)還處于實驗室研究階段，還不能應用于實際工程實踐。超磁分離系統(tǒng)的特點及優(yōu)勢(1）采用永磁鋼，構(gòu)造超磁分離場，技術(shù)穩(wěn)定成熟；目前該設備在布磁、聚磁組合、微磁絮凝、脫磁、分散等工藝技術(shù)上實現(xiàn)了突破，設備不斷改進與完善，已達到國際***水平，技術(shù)穩(wěn)定而成熟。(2）超磁分離時間短，占地面積小；聚磁組合磁盤表面產(chǎn)生的磁力是重力的640倍以上，能快速地捕捉到微磁性絮團，從而可以采用一體化、短流程的設備集成，使整個水處理凈化過程的時間大大縮短，來水自混凝箱進至磁盤機出水的時間為3-6min，大大優(yōu)于傳統(tǒng)的沉淀法。與傳統(tǒng)處理方法相比，設備分離時間短，相應的設備占地僅為傳統(tǒng)工藝的10-30%。(3）與傳統(tǒng)工藝比運行成本低；超磁分離依靠強磁力進行吸附和分離，不需要大量的藥劑使水體中的懸浮物形成大的絮團，而僅需微絮凝。與常規(guī)的混凝沉降系統(tǒng)比較，可大大節(jié)約系統(tǒng)的藥劑使用量（藥劑使用量可節(jié)約20-30%），節(jié)省藥劑費用，同時設備總裝機功率低，電耗少，設備運行穩(wěn)定使用壽命長，維修費用低，綜合運行成本為傳統(tǒng)工藝的1/2。(4）污泥濃度高；磁種回收機分離出的污泥含水率93%-95%（普通沉淀污泥含水率為99%以上），可不經(jīng)過濃縮直接進入脫水設備，可節(jié)省建設污泥濃縮池費用，降低后續(xù)操作強度。(5）該工藝強化和改變了絮體性質(zhì)與污水的分離方式，加快了固液分離的速度；(6）出水水質(zhì)好，運行穩(wěn)定；(7）設備模塊化，安裝方便，便于組裝，節(jié)約了工期；(8）主體設備移動方便，使用靈活可控；(9）系統(tǒng)簡單，便于操作和維護；(10）無生化處理工藝產(chǎn)生的臭氣問題，無需臭氣處理設施。TOP6低溫等離子水處理技術(shù)低溫等離子體水處理技術(shù)，包括高壓脈沖放電等離子體水處理技術(shù)和輝光放電等離子體水處理技術(shù)，是利用放電直接在水溶液中產(chǎn)生等離子體，或者將氣體放電等離子體中的活性粒子引入水中，可使水中的污染物徹底氧化、分解。水溶液中的直接脈沖放電可以在常溫常壓下操作，整個放電過程中無需加入催化劑就可以在水溶液中產(chǎn)生原位的化學氧化性物種氧化降解有機物，該項技術(shù)對低濃度有機物的處理經(jīng)濟且有效。此外，應用脈沖放電等離子體水處理技術(shù)的反應器形式可以靈活調(diào)整，操作過程簡單，相應的維護費用也較低。受放電設備的***，該工藝降解有機物的能量利用率較低，等離子體技術(shù)在水處理中的應用還處在研發(fā)階段?；瑒踊〉入x子體處理有機廢水方法滑動弧等離子體技術(shù)降解有機廢水主要有2種方法，一種是將反應器放置于液體上方，放電空間內(nèi)產(chǎn)生的活性物質(zhì)經(jīng)電弧吹入氣液相界面，實現(xiàn)有機物降解，這種方法能量效率相對較低；另一種是經(jīng)霧化噴嘴將載氣與廢液同時注入反應空間，氣液接觸更加充分，實現(xiàn)氣液兩相放電，有機物降解效果和能量利用率更高。嚴建華等利用氣液兩相滑動弧放電等離子體裝置，降解制藥廢水和DSD酸的濃縮廢液，研究表明高濃度有機廢水的COD、BOD5去除率均達99%以上。杜長明等通過氣液兩相滑動弧放電等離子體處理酸性橙Ⅱ、中性紅和堿性艷藍3種染料，研究了其脫色效果、降解效果、降解路徑及反應動力學。500mL，200mg/L的染料廢水，在放電電壓10kV、空氣流速0.8m3/h的條件下，放電60min，三種染料的脫色率分別為84.1%、72.7%與89.7%，取得較好效果。滑動弧反應器放電區(qū)域大、反應接觸面廣，同時能量轉(zhuǎn)化率高、可連續(xù)操作；但其多數(shù)還只是在實驗室研究階段，實際工業(yè)廢水處理的案例較少。還需要進一步研究放電參數(shù)、廢水組成、反應器結(jié)構(gòu)等對有機廢水降解的影響規(guī)律，以有效提高能量利用率和有機物降解率。輝光放電等離子體處理有機廢水輝光放電水處理裝置如圖6所示，在特定反應器內(nèi)，當兩電極間的電壓足夠高時，陽極針狀電極與周圍電解液之間產(chǎn)生輝光、紫外線和沖擊波，使周圍溶劑迅速汽化形成穩(wěn)定的蒸汽鞘，持續(xù)產(chǎn)生如·OH、H2O2、·H等高活性粒子，這些活性粒子在一般的電化學反應中不易得到，但在輝光放電中可源源不斷產(chǎn)生，并被輸送到電極附近的溶液中，使水體中的有機物氧化，并進一步降解為CO2、H2O和無機鹽，特別適用于有機廢水的消毒和凈化。輝光放電***顯著特征是非法拉第特性，即被轉(zhuǎn)化的物質(zhì)量遠超過按法拉第電量計算所得值。此外等離子體氣體鞘層空間中含有大量的自由基、分子、原子、離子等粒子，其中高能水生活性物質(zhì)對非法拉第現(xiàn)象的產(chǎn)生具有重要作用。劉永軍等以4-氯苯酚的硫酸鈉溶液為模擬廢水，采用接觸輝光放電等離子體技術(shù)對其降解，實驗發(fā)現(xiàn)在4-氯苯酚降解過程中產(chǎn)生大量H2O2，4-氯苯酚的降解速率和H2O2生成速率隨電流升高而加快，H2O2的生成加速了有機物降解。輝光放電技術(shù)在有機廢水降解方面有顯著優(yōu)勢，如降解時間短、速率快、能耗低等特點，也為工業(yè)化學合成和電解制氫提供了新方法、新思路。但其技術(shù)本身也存在一些問題，一是在提高有機物降解率的方法上針對性和目的性不強；二是放電過程及反應機理復雜，放電時易受探測裝置和其他非可控因素影響，理化參數(shù)在線檢測準確度不高。因此需繼續(xù)深入研究其機理，優(yōu)化工藝參數(shù)和反應器結(jié)構(gòu)設計。TOP7電化學(催化)氧化電化學(催化)氧化技術(shù)通過陽極反應直接降解有機物，或通過陽極反應產(chǎn)生羥基自由基(˙OH)、臭氧等氧化劑降解有機物。電化學(催化)氧化包括二維和三維電極體系。由于三維電極體系的微電場電解作用，目前備受推崇。三維電極是在傳統(tǒng)的二維電解槽的電極間裝填粒狀或其他碎屑狀工作電極材料，并使裝填的材料表面帶電，成為第三極，且在工作電極材料表面能發(fā)生電化學反應。與二維平板電極相比，三維電***有很大的比表面，能夠增加電解槽的面體比，能以較低電流密度提供較大的電流強度，粒子間距小而物質(zhì)傳質(zhì)速度高，時空轉(zhuǎn)換效率高，因此電流效率高、處理效果好。三維電極可用于處理生活污水，農(nóng)藥、染料、制藥、含酚廢水等難降解有機廢水，金屬離子，垃圾滲濾液等。CiO2氧化法工業(yè)廢水處理工作運用CiO2氧化法，就是將甲醛經(jīng)氧化生成CO2與甲酸。此時，經(jīng)CiO2氧化的甲醛工業(yè)廢水的反應趨于平穩(wěn)，去除率高達80%。在pH值方面，其是判斷氧化反應效果的關鍵指標，而中性，是代表甲酸廢水***理想反應環(huán)境。催化臭氧氧化法工業(yè)廢水中的有機污染物清除工作過程，臭氧氧化法的應用，可實現(xiàn)諸多有機物的降解處理，以提高性能效果。如，甲醛廢水的處理，相關人員利用TiO2/SiO2催化劑，經(jīng)催化臭氧氧化，加大了臭氧流量與pH值溶液，降低了甲醛濃度，成功提高了對甲醛的清除能力。H2O2/Fe2+處理高濃度廢水以工業(yè)甲醛廢水處理過程為例，高濃度的甲醛廢水，應對應***氧化技術(shù)，即Fenton試劑作用于實際操作。此過程，試劑中的Fe2+與H2O2可提高工業(yè)廢水的處理效果。究其原因，F(xiàn)e2+與H2O2可通過分解成自由基狀態(tài)，進行反應催化劑作用，以解決高濃度甲醛工業(yè)廢水的污染影響。對于反應過程催化劑與雙氧水的投入量，應根據(jù)反應時間與反應溫度進行確定，以使甲醛去除率達到90%以上。值得注意的是，工業(yè)廢水處理技術(shù)科研環(huán)境的多元化發(fā)展，使得不同技術(shù)應用于不同廢水類型呈現(xiàn)出針對性。為使技術(shù)運用達到工業(yè)生產(chǎn)建設的經(jīng)濟性、***性以及實用性，應不斷加強科研力度，以提高催化氧化法的運用水平，進而保證處于高速發(fā)展背景下工業(yè)生產(chǎn)廢水處理工作開展效率。TOP8輻射技術(shù)20世紀70年代起，隨著大型鈷源和電子加速器技術(shù)的發(fā)展，輻射技術(shù)應用中的輻射源問題逐步得到改善。利用輻射技術(shù)處理廢水中污染物的研究引起了各國的關注和重視。與傳統(tǒng)的化學氧化相比，利用輻射技術(shù)處理污染物，不需加入或只需少量加入化學試劑，不會產(chǎn)生二次污染，具有降解效率高、反應速度快、污染物降解徹底等優(yōu)點。而且，當電離輻射與氧氣、臭氧等催化氧化手段聯(lián)合使用時，會產(chǎn)生“協(xié)同效應”。因此，輻射技術(shù)處理污染物是一種清潔的、可持續(xù)利用的技術(shù)，被國際原子能機構(gòu)列為21世紀和平利用原子能的主要研究方向。TOP9光化學催化氧化光化學催化氧化技術(shù)是在光化學氧化的基礎上發(fā)展起來的，與光化學法相比，有更強的氧化能力，可使有機污染物更徹底地降解。光化學催化氧化是在有催化劑的條件下的光化學降解，氧化劑在光的輻射下產(chǎn)生氧化能力較強的自由基。催化劑有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4等。分為均相和非均相兩種類型，均相光催化降解是以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質(zhì)，通過光助-Fenton反應產(chǎn)生羥基自由基使污染物得到降解；非均相催化降解是在污染體系中投入一定量的光敏半導體材料，如TiO2、ZnO等，同時結(jié)合光輻射，使光敏半導體在光的照射下激發(fā)產(chǎn)生電子—空穴對，吸附在半導體上的溶解氧、水分子等與電子—空穴作用，產(chǎn)生˙OH等氧化能力極強的自由基。TiO2光催化氧化技術(shù)在氧化降解水中有機污染物，特別是難降解有機污染物時有明顯的優(yōu)勢。***0超臨界水氧化(SCWO)技術(shù)超臨界水氧化（SupercriticalWaterOxidation，簡稱：SCWO）是以超臨界水為介質(zhì)，均相氧化分解有機物?？梢栽诙虝r間內(nèi)將有機污染物分解為CO2、H2O等無機小分子，而硫、磷和氮原子分別轉(zhuǎn)化成硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸根和亞硝酸根離子或氮氣。美國把SCWO法列為能源與環(huán)境領域***有前途的廢物處理技術(shù)。SCWO反應速率快、停留時間短；氧化效率高，大部分有機物處理率可達99%以上；反應器結(jié)構(gòu)簡單，設備體積小；處理范圍廣，不僅可以用于各種有毒物質(zhì)、廢水、廢物的處理，還可以用于分解有機化合物；不需外界供熱，處理成本低；選擇性好，通過調(diào)節(jié)溫度與壓力，可以改變水的密度、粘度、擴散系數(shù)等物化特性，從而改變其對有機物的溶解性能，達到選擇性地控制反應產(chǎn)物的目的。
