紫外催化濕式氧化處理高濃度難降解有機(jī)廢水研究

高濃度難降解廢液的處理是工業(yè)廢水處理中最為棘手的難題之一，它們通常具有污染物濃度高、成分復(fù)雜以及處理難度大等特點(diǎn)，排放到環(huán)境中對人們的生活環(huán)境危害極大，所以它的無害化處理一直是環(huán)保領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。紫外光具有應(yīng)用過程清潔綠色、不會引入二次污染、不影響水質(zhì)等特點(diǎn)。本項(xiàng)目將高強(qiáng)短波紫外引入催化氧化工藝中，研發(fā)了綠色、高效、經(jīng)濟(jì)、降解徹底且可應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的紫外催化氧化工藝來處理此類廢液，研究了各實(shí)驗(yàn)條件對催化氧化效果的影響，探討了作用機(jī)理。另外，利用高濃度難降解廢液中污染物濃度高、成分復(fù)雜的特點(diǎn)，將廢液自身含有的重金屬作為催化劑來氧化廢液中的有機(jī)污染物，實(shí)現(xiàn)以廢治廢的目的，對于有回收價值的污染物實(shí)現(xiàn)回收利用，變廢為寶。在這些理論研究的基礎(chǔ)上為實(shí)際廢液的處理提供理論和實(shí)踐指導(dǎo)。 從大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：高強(qiáng)短波紫外光的加入，在很大程度可以提高催化氧化法處理高濃度難降解廢液的效果，且這種情況普遍存在于多種過渡金屬參與的催化氧化體系。通過類比濕式空氣氧化工藝，分析其主要作用原理是引發(fā)效應(yīng)，雖然紫外光在高濃度廢液中的穿透距離都很小，但其可在紫外燈表面和有機(jī)物、催化劑以及氧化劑發(fā)生作用，產(chǎn)生一部分自由基，即鏈引發(fā)；這些初期產(chǎn)生的自由基會進(jìn)一步與污染物反應(yīng)生成更多的自由基，即鏈傳遞，這樣就可以實(shí)現(xiàn)溶液中污染物的徹底氧化分解，所以紫外催化氧化處理高濃度難降解污染物時的反應(yīng)可能存在鏈引發(fā)、鏈傳遞和鏈終止三個過程。在比較高級氧化反應(yīng)和燃燒反應(yīng)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了高級氧化反應(yīng)中存在的引燃效應(yīng)，并將高級氧化反應(yīng)和燃燒反應(yīng)聯(lián)系在一起，有利于人們從非常熟悉的燃燒反應(yīng)中獲取一些新啟發(fā)來更深入了解高級氧化反應(yīng)的機(jī)理以及尋找提高高級氧化效能的策略和方法。 2100433B

催化濕式氧化是一種可有效處理高濃度難降解有機(jī)廢水的高級氧化技術(shù)，但其需在較苛刻的高溫(150-350℃)和高壓(0.5-20MPa)條件下才能進(jìn)行，使該技術(shù)的推廣應(yīng)用受到極大限制。本項(xiàng)目將紫外光和催化濕式氧化技術(shù)相結(jié)合，提出了紫外催化濕式氧化工藝，該技術(shù)可在常溫常壓下將有機(jī)污染物氧化分解，達(dá)到凈化廢水的目的。前期實(shí)驗(yàn)表明，多種高濃度難降解有機(jī)廢水經(jīng)過本技術(shù)處理CODCr可從幾千甚至幾萬下降到500mg/L以下，部分達(dá)到完全礦化的處理深度，說明本技術(shù)具有操作條件易于實(shí)現(xiàn)、多種廢水廣泛適用、降解徹底等特點(diǎn)。本項(xiàng)目擬進(jìn)一步對本技術(shù)降解有機(jī)污染物的作用機(jī)理、降解路徑、影響因素等做系統(tǒng)研究，并開展相關(guān)應(yīng)用研究，設(shè)計(jì)和建立中試裝置，為其工業(yè)應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。紫外催化濕式氧化工藝作為一種易于實(shí)現(xiàn)的高級氧化技術(shù)，為處理高濃度難降解有機(jī)廢水提供了一條高效環(huán)保的解決途徑。

全書共12章，第1章論述高濃度難降解有機(jī)廢水分類以及廢水污染預(yù)防措施；第2章論述了高濃度難降解有機(jī)廢水物化法處理基本理論；第3章論述了針對高濃度難降解有機(jī)廢水處理的高級氧化技術(shù)理論及工藝；第4章論述了針對高濃度難降解有機(jī)廢水治理的近年來發(fā)展起來的厭氧生物處理技術(shù)；第5章論述了處理高濃度難降解的新型好氧生化處理技術(shù)；第6章論述了制藥廢水特征以及該行業(yè)難處理廢水治理技術(shù)；第7章論述了常見農(nóng)藥生產(chǎn)廢水處理技術(shù)的研究及工程實(shí)例；第8章論述了幾種輕工行業(yè)難降解廢水特征、污染防治研究以及廢水處理工程實(shí)例；第9章論述了幾種食品加工行業(yè)難降解廢水特征、污染治理開發(fā)以及廢水處理工程實(shí)例；第10章簡介了幾種精細(xì)化工行業(yè)難降解廢水特征以及廢水處理工程實(shí)例；第11章簡介了石油化工行業(yè)幾種難降解廢水特征以及廢水處理工程實(shí)例；第12章簡介了軍工、市政等行業(yè)難降解廢水的特性、治理研究以及工程治理的實(shí)例。

本書適合從事水污染治理的科研人員和工程技術(shù)人員閱讀，也可供大專院校環(huán)境工程專業(yè)的師生參考。

高濃度難降解有機(jī)廢水主要是染料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、化工、焦化等生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，廢水污染物濃度高、毒性大、鹽份較高難于生物降解，因此必須采用預(yù)處理技術(shù)和方法，方能有效處理。

難降解有機(jī)物是指被微生物分解時速度很慢，分解不徹底的有機(jī)物(也包括某些有機(jī)物的代謝產(chǎn)物)，這類污染物易在生物體內(nèi)富集，也容易成為水體的潛在污染源。這類污染物包括多環(huán)芳烴、鹵代烴、雜環(huán)類化合物、有機(jī)氛化物、有機(jī)磷農(nóng)藥、表面活性劑、有機(jī)染料等有毒難降解有機(jī)污染物。這些物質(zhì)的共同特點(diǎn)是毒性大，成份復(fù)雜，化學(xué)耗氧量高，一般微生物對其幾乎沒有降解效果，如果這些物質(zhì)不加治理地向環(huán)境排放，勢必嚴(yán)重地污染環(huán)境和威脅人類的身體健康。隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，人們合成了越來越多的有機(jī)物，其中難降解有機(jī)物占了很大比例，因此難降解有機(jī)物的治理研究已引起國內(nèi)外有關(guān)專家的高度重視，是目 前水污染防治研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。廢水主要來源于焦化廢水、制藥廢水(包括中藥廢水)、石化/油類廢水、紡織/印染廢水、化工廢水、油漆廢水等行業(yè)性廢水。

催化濕式氧化技術(shù)是一種處理高濃度難降解有機(jī)廢水的綠色低碳技術(shù)，隨著我國環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，該技術(shù)的研究和開發(fā)已經(jīng)成為環(huán)境工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本書根據(jù)國內(nèi)外最新研究進(jìn)展，并結(jié)合作者二十幾年的研究成果及工業(yè)化放大經(jīng)驗(yàn)，全面系統(tǒng)地介紹了催化濕式氧化技術(shù)的原理及工程應(yīng)用。本書具有較強(qiáng)的實(shí)用性、可操作性及應(yīng)用價值。

濕式氧化目前已成為處理高濃度難降解有機(jī)廢水的最佳方法之一，但濕式氧化過程所需高溫高壓的苛刻操作條件限制了它的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。為了緩和反應(yīng)溫度與壓力，我們提出將三維電場效應(yīng)與催化濕式氧化作用相結(jié)合以達(dá)到協(xié)同增效的新設(shè)想，使催化濕式氧化反應(yīng)在低溫低壓下進(jìn)行并保持較高的有機(jī)物去除效果，進(jìn)一步推進(jìn)催化濕式氧化技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程。本課題研究擬建立在復(fù)合三維電場狀態(tài)下滴流床連續(xù)流的氣液固三相反應(yīng)體系的基礎(chǔ)上 2100433B