11-高浓度难降解有机工业废水处理新技术-高迎新
难降解工业废水高效处理技术与理论的新进展
难降解工业废水高效处理技术与理论的新进展难降解工业废水是指含有难以降解有机物质、重金属离子、突变或致畸物质等的工业废水。
由于其复杂的组成和难以降解的特性，如果不进行有效处理，会对环境和人类健康造成严重影响。
难降解工业废水高效处理技术与理论的研究一直以来都备受关注，目前在该领域取得了一系列的新进展。
一、高级氧化技术的应用高级氧化技术是一类以活性氧为介质，通过一系列氧化反应将有机物降解为水和二氧化碳的技术。
近年来，该技术在难降解工业废水处理领域得到了广泛应用。
其中，以臭氧为活性氧剂的臭氧氧化技术是一种高效、环境友好的处理方法。
臭氧能快速分解有机物，同时生成的自由基也能进一步降解有机物，达到高效处理工业废水的目的。
二、生物活性炭的利用生物活性炭是一种具有高比表面积和强吸附性能的材料，可以吸附工业废水中的有机物和重金属离子。
近年来，研究人员通过改性和修饰生物活性炭的表面，提高其吸附性能和抗污染能力。
同时，将生物活性炭与其他处理技术相结合，如微生物降解、高级氧化技术等，可以实现对难降解工业废水的高效处理。
生物活性炭的应用不仅减少了废水中污染物的浓度，还可以回收有价值的物质，实现资源的利用和废物的减量化。
三、纳米材料的研究纳米材料由于其更大的比表面积和较高的活性，被广泛应用于难降解工业废水处理中。
一方面，纳米材料可以作为催化剂，加速反应速率，降解有机物。
另一方面，纳米材料还可以用于吸附和分离，将废水中的污染物有效去除。
例如，纳米铁、纳米铜等金属纳米材料在工业废水处理领域展现出了很大的潜力。
此外，研究人员还通过材料合成和结构调控，提高纳米材料的降解效率和稳定性。
四、智能化技术在废水处理中的应用随着物联网、人工智能等新兴技术的发展，智能化技术在工业废水处理中的应用也越来越广泛。
通过传感器、数据采集和分析，可以实现废水处理过程的自动化和实时监控。
同时，智能化技术还能精确预测污染物的变化趋势，提前采取相应措施，确保废水处理效果的稳定性和可靠性。
高浓度有机废水处理技术进展
高浓度有机废水处理技术进展【摘要】本文介绍了关于高浓度有机废水处理技术的最新进展。
首先探讨了物理化学方法在处理高浓度有机废水中的应用，然后介绍了生物处理技术、膜分离技术、电化学处理技术以及先进氧化技术在该领域的进展。
最后总结了高浓度有机废水处理技术综合应用的趋势、未来发展方向以及对环境保护和资源回收的重要意义。
本文对于解决高浓度有机废水处理难题具有重要参考价值，有助于推动该领域技术的发展和推广，保护环境、实现资源的有效回收利用。
【关键词】高浓度有机废水处理技术、物理化学方法、生物处理技术、膜分离技术、电化学处理技术、先进氧化技术、环境保护、资源回收。
1. 引言1.1 高浓度有机废水处理技术进展高浓度有机废水是指废水中有机物含量较高的废水，处理这种废水对环境保护和资源回收具有重要意义。
随着工业化进程的加快，高浓度有机废水的排放量不断增加，给环境带来了严重的污染问题。
开展高浓度有机废水处理技术研究具有重要意义。
为了有效处理高浓度有机废水，研究人员开发了各种处理技术，并取得了一系列进展。
物理化学方法在高浓度有机废水处理技术中得到广泛应用，如吸附、氧化、还原等方法能有效去除废水中的有机物。
生物处理技术也取得了显著进展，如生物膜法、生物接触氧化法等能够高效降解废水中的有机物。
除了物理化学和生物方法外，膜分离技术、电化学处理技术和先进氧化技术等新型技术在高浓度有机废水处理中也得到了广泛应用，为解决这一难题提供了新的思路和方法。
综合应用这些技术能够更加有效地处理高浓度有机废水，为环境保护和资源回收提供了有力支持。
的研究将持续深入，为解决环境污染问题做出更大贡献。
2. 正文2.1 物理化学方法在高浓度有机废水处理技术中的应用物理化学方法在高浓度有机废水处理技术中的应用主要包括吸附、氧化、还原等过程。
吸附是一种常见的物理化学方法，通过将有机废水中的有害物质吸附到吸附剂表面，达到净化水质的目的。
常用的吸附剂包括活性炭、氧化铁等，它们具有较大的比表面积，能够有效地吸附废水中的有机物。
高浓度有机废水处理技术进展
高浓度有机废水处理技术进展近几年来，随着化工和制药等行业的快速发展，其中的有机废水随之剧增，高浓度有机废水处理技术成为一个研究热点。
该类废水以高浓度、有毒、难降解等特点，因此传统的废水处理技术无法满足其需求。
本文从处理原理、技术措施及应用等方面对高浓度有机废水处理技术进展进行综述。
一、处理原理高浓度有机废水处理涉及复杂的物理、化学、生物过程，需要选取合适的处理工艺。
常见的处理工艺包括：1、生物处理法生物处理法是将废水中的有机污染物通过微生物的代谢和分解达到净化的目的。
例如，活性污泥法、MBR膜生物反应器、SBR生物反应器等。
其中，活性污泥法具有广泛的适用性，能够去除COD、BOD、NH3-N等多种污染物，但当废水COD过高时处理效果有限。
MBR膜生物反应器和SBR生物反应器的出水质量稳定，适用于对废水水质要求较高的场合，并且MBR的回收率较高；SBR具有周期短、灵活性强等特点。
但生物法处理有机废水的设计与操作难度大，处理时间长、投资和运营成本高。
2、物化处理法物化处理法是利用物化原理将废水中的有机物质从废水中分离出来。
例如，吸附、沉淀、气浮和膜分离等。
吸附法常用的材料有活性炭、吸附树脂、固体表面活性剂等，吸附材料的表面积越大，处理效果越好，但会增大污水处理后的固体废物量。
沉淀法是通过调节pH值、加药物将有机物质转化为介于溶解态和沉淀态之间的胶体状态，然后通过沉淀剂或过滤等手段将其沉淀出来。
气浮是将空气或氮气等气体通入水中，形成小气泡，使水中悬浮物质附着在气泡表面，浮于水面上，然后通过集水器去除。
膜分离器将有机废水经过膜滤器的过程中，利用半渗透膜等特殊材料过滤分离掉混入废水中的有机物分子，进而达到净化的效果。
物化处理法的优点在于去除有机物及后处理后废弃物极少，适合除去浓度较高的重污染废水，但部分物化法较为耗能，且运营成本较高。
3、高级氧化法高级氧化法以氧自由基为核心反应物，依靠极其活泼的氧活性，快速氧化分解废水中的有机物，将其转化为H2O和CO2等气体。
高级氧化技术处理难降解有机废水的研发趋势及实用化进展
高级氧化技术处理难降解有机废水的研发趋势及实用化进展高级氧化技术处理难降解有机废水的研发趋势及实用化进展摘要：随着现代工业的迅猛发展，大量产生的有机废水给环境带来了严重的污染问题。
传统的废水处理方法往往无法对难降解有机物进行有效处理，因此研究高级氧化技术成为解决这一难题的重要途径。
本文分析了当前高级氧化技术处理难降解有机废水的研发趋势，并探讨了高级氧化技术的实用化进展。
研究表明，高级氧化技术在处理难降解有机废水方面具有巨大潜力，但仍面临一些挑战，需要进一步深入研究和改进。
一、引言随着城市化进程的不断加快和工业化的快速发展，大量的有机废水排放到水体中，给环境造成了严重的污染。
难降解有机废水中的有机物质含量高、结构复杂，传统的生物处理、吸附等方法往往难以有效降解。
因此，寻找一种高效、经济且环保的方法成为当前研究的热点。
高级氧化技术由于其高效降解有机物的能力而受到重视，在废水处理领域得到了广泛应用。
二、高级氧化技术的研发趋势1. 光催化技术光催化技术是高级氧化技术中最常用的一种方法。
它利用紫外光、可见光或者人工光源照射催化剂，产生活性氧化物，对有机废水进行降解。
目前，一些新型的催化剂如纳米材料、复合材料等被广泛应用于光催化领域，能够提高废水降解速率和降解效果。
2. 高压等离子体技术高压等离子体技术是将气体通过高压电场或者高频电场激励，使气体分子发生电离和激发，产生大量的自由基和电子，对有机废水进行降解。
由于高压等离子体技术能够产生高度活性的自由基，对难降解有机物降解有较高效率，因此在废水处理中具有广阔的应用前景。
3. 催化氧化技术催化氧化技术是在适当的温度和压力下，利用催化剂催化废水中的有机物氧化反应。
目前，很多金属氧化物催化剂如CuO、MnO2、TiO2等被广泛应用于催化氧化技术中，能够提高有机废水的降解效果。
三、实用化进展虽然高级氧化技术在实验室环境下表现出良好的降解效果，但是要实现工业化应用还存在一些难点。
“三高一难”工业废水处理方向
“三高一难”工业废水处理方向作者：惠战友来源：《西部论丛》2020年第02期摘要：高有机物浓度、高氨氮、高盐工业废水的处理在水处理行业中一直是世界性难题。
高有机物浓度处理中微电解联合高级氧化技术是当前热点。
高盐处理要实现盐水固液分离只有采用蒸发法，而中空纤维膜在高氨氮资源化中是目前最佳技术之一。
关键词：高有机物浓度;高氨氮;高盐;处理方向引言随着我国精细化工制造业的迅猛发展，一类高有机物浓度CODcr≥10g/L、高含盐量≥10g/L、高氨氮≥5g/L的工业废水大量产生，这类废水有毒有害的特性决定了难生物降解。
如何有效处理“三高一难”工业废水，已成为水环境保护的难点、热点。
1.高有机物浓度废水高有机物浓度工业废水的处理方法有生物法、焚烧法、以及微电解法等。
1.1生物法。
生物法可降解的高浓度有机废水一般为可生化性较好的食品与发酵工业产生的酿酒、发酵废水。
通过提高污泥负荷，提升生物法处理高浓度有机废水的能力。
通过厌氧、好氧相结合的生物处理法能够取得较好效果。
常荣海[1]等利用EGSB和接触氧化工艺对酒厂酒精废液处理研究中，CODcr去除率达90%。
其中最高进水CODcr浓度30g/L左右，EGSB反应器最高CODcr容积负荷≥25kg/m3.d。
1.2焚烧法。
焚烧法在高有机物浓度废水处理中，对废水的CODcr浓度、热值有要求。
张绍坤[2]等研究发现CODcr≥100g/L、热值≥10450kJ/kg的有机废液，在辅助燃料引燃下适宜焚烧法处理。
但仍然存在成本高以及二恶英、呋喃等排放控制难等问题。
1.3微电解法。
微电解又称铁炭微电解等。
应用于高有机物浓度废水处理中，一般要联合芬顿等高级氧化技术。
现在常用方法为铁炭微电解芬顿氧化法。
在酸性条件下利用铁炭之间电位差发生氧化还原反应，克服高分子污染物质的高位键能，达到开环断链的目的。
芬顿氧化利用双氧水在微电解产生的亚铁离子催化下形成羟基自由基，将开环断链的有机物矿化，达到去除CODcr的目的。
高浓度难降解有机工业废水处理技术评价
资源与环境化 工 设 计 通 讯Resources and EnvironmentChemical Engineering Design Communications·164·第46卷第12期2020年12月废水处理是化工生产的主要工作之一。
为适应当前化工生产绿色化转变趋向不仅要明确如何进行生产环节层面的相应调节，还必须要对常用的污水处理方式进行分析，进而对应区域化工生产的基本情况，科学有序地进行化工生产系列技术手段的选择和规制。
1 高浓度难降解有机工业废水相关机理概述1.1 有机工业废水特征有机工业废水是指工业生产污水中，含有大量的有机废物，进而造成污水水源富营养化。
高浓度难降解有机工业废水，就是指工业废水中COD 、BOD 等有机物的含量达到了≥10 000mg/L 、抑或者是≥100 000mg/L 的废水[1]。
结合当前化工生产废水检验与分析基本情况可知，高浓度难降解有机工业废水中，通常含有大量的硫化物、重金属以及有毒有机物质，具有成分复杂的特征，这也是此类废水难以处理的原因。
同时，高浓度难降解有机工业废水中，强酸、强碱性污染物质大规模混合后，不仅导致水中酸碱度明显提升，且会伴随着较强的刺激性气味，废水颜色更是浑浊不堪。
1.2 高浓度难降解有机工业废水处理方式研究价值高浓度难降解有机工业废水中，通常包含大量的硫化物、氮化物、重金属、有毒有机物等成分，是当代工业生产废水形式的代表。
针对高浓度难降解有机工业废水处理方式的全面分析，可以说是对当代化工生产中，常见废水因子情况进行了处理方式的综合性研究，它是当前化工生产工作实施中，单一类废水处理的借鉴和分析参考依据。
同时，高浓度难降解有机工业废水处理方式探究，能够将当前层出不穷的化工生产处理方式，转换为系统化、目标明了的废水处理操控方法。
而有序进行高浓度难降解有机工业废水操控处理期间，为适应当前环境建设需求，也迎合可持续性开发理念的研究需求，自然也需要结合废水基本状态，实行废水处理方式的最优化调整。
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2) 微电解预处理技术
微电解法是利用金属腐蚀原理，通过形 成原电池对废水中的有机物及含氮物质进行 电化学处理。 微电解法在没有外加电能条件下，充分 -金属，金属 -非金属之间的电位差 利用金属 利用金属金属，金属而产生的无数微小电池的作用，使废水中的 -还原反应、凝聚和沉 污染物通过电化学氧化 污染物通过电化学氧化降等作用，达到净化的目的。
(2) 高浓度难降解有机废水常见处理工艺
预处理
预处理方法： a. 水解 b. 微电解 c. 溶剂萃取 d. 化学氧化 e. .......
生物处理
处理有机废水 的核心工艺
后处理
后处理方法： a. 过滤 b. 吸附 c. 化学氧化 d. ……
BAF?
6. 高浓度难降解有机废水预处理技术 1) 水解预处理技术 水解法就是利用部分难降解有机物在 酸性或碱性条件下不稳定的性质，通过调 pH 值，从而使难降解有机物分解 节废水的 节废水的pH pH值，从而使难降解有机物分解 的方法。例如，农药废水中所含的有毒有 害物质有很多属于酯类物质，而酯可在酸 或碱的催化作用下发生水解反应，从而大 大降低农药废水对微生物的毒害作用。
高级氧化工艺－O3氧化 ① O3直接氧化 pH<7.0时, O3→ 3O• ② O3间接氧化 pH>7.0时, O3+OH-→•OH+O2 ③ O3与H2O2、UV组合等
高级氧化工艺－超声波、微波等 通过超声波或微波辐射也可以产生羟基自 由基，但目前这方面的研究还仅限于实验室。 总的说来，高级氧化技术对有毒、有害、难 降解有机废水具有很好的处理效果，但这一技 术在废水治理工程中的应用并不多，主要原因 是其运行成本太高，大多数企业在经济是无法 承受。 ? 如何降低高级氧化工艺的运行成本 如何降低高级氧化工艺的运行成本?
1)上海某精细化工厂 DCP废水处理工程 2)上海某大型石化企业苯酚、丁苯乳胶等生产废水处理工程 3)山东某外资企业 ODB-2废水处理工程等 .
工程实例一：BCB组合工艺处理 化工废水 项目简介： 主要产品：上海某化工厂主要生产苯酚、丙 酮、合成橡胶等产品； 废水流量：1579.2m3/d; 处理工艺：稀释生化法，稀释水用量 4133m3/d。
3) 微电解预处理技术（续）
微电解法处理工业废水的特点是作用机制多、协同 效应强、适用范围广、去除效果好、投资费用低、脱色 效率高。原料来自机械工业切削加工的垃圾－废铁屑， 具有“以废治废”的意义，成本低廉，操作简便。 Fe/C微电解对印染、硝基苯类、氯代烃类废水及许 多成分复杂的精细化工废水均有良好的预处理效果，能 在去除部分COD的同时，改善废水的可生化性。
UV此工艺实现工业化还需要在提高催化剂的 活性、解决催化剂的分离、开发高效光反应 器等方面取得突破性成果。
高级氧化工艺－Fenton试剂氧化
H2O2 + Fe2+→ •OH + Fe3+ + OH�优点：操作简便、运行管理方便、成本相对较低 �缺点：需要反复调节pH、产生含铁污泥
羟基自由基的反应特点是： ①羟基自由基具有极强的氧化性，是氧化 能力仅次于氟的强氧化剂； ②属于游离基反应，所以反应速度快； ③必要时可以将污染物完全无机化。
高级氧化工艺－湿式氧化（WAO）
WAO常用温度200～250℃，压力1.5～20MPa
�优点：对高浓度难降解有机废水处理效果非常好。 �缺点：反应器需耐高温、高压和腐蚀，设备投资高， 运行维护费用也高
Percent of wet in the sludge is 80%
表3 BCB组合工艺中 Fenton试剂氧化单元运行成本
Reagent
H2SO4 (98％) NaOH H2O2 (27.5%) FeSO4˙7H2O Iron sludge Electricity Total
高浓度难降解化工 废水、恶臭实用技术
高迎新
中国科学院生态环境研究中心 环境水质学国家重点实验室
目录
� 高浓度化工废水的处理 1. 化工废水处理技术介绍 2. 生物难降解有机污水的处理技术 � 化工废气的处理
1. 前言
石化行业是我国的基础支柱产业，也是高风险、 重污染的行业，已成为国家污染控制的重点，面 临着巨大的减排压力。 一些精细化工行业排放的废水具有浓度高、毒 性大、难以生物降解等特点。切实解决这类高浓 度难降解有机工业废水处理问题，对化工、精细 化工和制药等重污染行业完成化学需氧量减排任 务至关重要。
5. 如何进行技术改造？
(1) 高浓度难降解有机废水的特点： 1） 有机污染物浓度高：COD从几千到几万、甚 至几十万mg/L； 部分有机污染物结构比较稳定，不 2） 难降解： 难降解：部分有机污染物结构比较稳定，不 易被微生物分解； 某些有机污染物对微生物有毒 有毒、有害：某些有机污染物对微生物有毒 3） 有毒、有害： 害作用，或抑制微生的活性； 很多工业废水，特别是精细化工、 盐分高：很多工业废水，特别是精细化工、 4） 盐分高： 化学制药等废水的盐分含量较高。
4. 重污染行业如何实现减排目标？
� 实行总量控制，禁止稀释排放 � 进行清洁生产，减少污染物排放 （排 � 对现有废水处理设施进行升级改造 对现有废水处理设施进行升级改造（排 放标准提高，如辽宁、河北、江苏化工 COD 排放标准进一步降低 60mg/L ） 行业 行业COD COD排放标准进一步降低 排放标准进一步降低60mg/L 60mg/L）
高级氧化工艺－光化学氧化 ① UV/H2O2体系：H2O2 + hv →2•OH
UV/H2O2在应用中最大的问题是在近紫外区 的吸收效率较低 ;UV 穿透能力低。 H2O2对UV UV的吸收效率较低 的吸收效率较低;UV ;UV穿透能力低。
② UV/O3、UV/O3/H2O2 体系
H2O2的加入 UV/O3/H2O2 与UV/O3体系相比， 体系相比，H 对羟基自由基的形成有协同作用，从而加速 了有机污染物的降解速率。
高级氧化与生化处理组合工艺的选择原则
BC 组合工艺并不能达 然而，在很多场合 然而，在很多场合BC BC组合工艺并不能达 BC 组合工艺处理高浓度 到预期的目标，即采用 到预期的目标，即采用BC BC组合工艺处理高浓度 难降解有机废水时，很难实现较低运行成本下 原因是在许多高浓度难降解 达标排放的目的。 达标排放的目的。原因是在许多高浓度难降解 有机废水中难降解有机物含量较高，这些难降 解有机物经化学氧化后生成一些高氧化态中间 产物，后者很难被化学氧化剂进一步氧化，导 致化学氧化直接矿化难降解有机物的成本非常 高。
7.2 BCB组合工艺
进水
生物预处理
Biological Pre-treatment
化学氧化
Chemical Oxidation
生物后处理
Biological Post-treatment
BCB组合工艺流程示意图
7.2 BCB组合工艺(续)
BCB组合工艺特点： 采用BCB组合工艺处理废水时，首先 是通过生物预处理除去高浓度难降解有机废水中绝大部分易 生物降解的有机物，避免这些物质在随后的化学氧化单元中 与难降解有机物竞争氧化剂，然后通过化学氧化作用改善生 物预处理单元出水的可生化性，最后再通过生物后处理使废 水达到国家排放标准，这样可最大限度的减少氧化剂的用 量，降低废水处理成本。 BCB组合工艺工程应用：
国内企业有机废水处理现状 2. 2.国内企业有机废水处理现状
稀释水
废水
简单预处理
生物处理 稀释水
排放
废水
简单预处理
生物处理
排放
图1 国内化工、制药等重污染行业目前普遍采用的废水处理工艺
3. 节能减排计划 《“十一五”期间全国主要污染物排放总 量控制计划 》，到 2010 年，全国主要污 量控制计划》 ，到2010 2005 年减少 10% ，化学需 染物排放总量比 染物排放总量比2005 年减少10% 10%，化学需 氧量由1414 万吨减少到1273 万吨；二 氧化硫由 2549 万吨减少到 2294 万吨。 氧化硫由2549 万吨减少到2294 减排与 GDP 增长矛盾，所以减排任 COD COD减排与 减排与GDP GDP增长矛盾，所以减排任 务相当艰巨。
微电解预处理技术的缺点：
�产生大量化学污泥，可能引发二次污染 �Fe/C床层易板结，导致传质效率下降
4) 溶剂萃取法预处理技术
溶剂萃取是利用某种溶剂对废水污染物的选 择作用，使一种或几种组分分离出来，以回收废 水中高浓度污染物。 溶剂萃取特别适用于处理污染物浓度较高、 且有回收利用价值的废水。
5）高级氧化技术
7. 高级氧化---生化组合工艺
7.1 化学氧化---生化处理组合工艺的选择原则 多年研究表明，化学氧化-生物处理组合技术是解决高 浓度难降解有机废水难以达标排放问题的有效手段之一。 目前，化学氧化-生物处理组合技术的工艺形式主要有两 类： （1）化学氧化预处理(Chemical oxidation pretreatment)与生物处理(Biological treatment)串联而成 的CB组合工艺 （2）生物处理(Biological treatment)与化学氧化后处 理(Chemical oxidation post-treatment) 串联而成的 BC组合工艺。 工程实际中究竟采用何种组合方式，主要取决于废水 的水质。
以羟基自由基(·OH)为代表的高级氧化化技术。
氧化剂 F2 ˙OH O3 H2O2 ClO2 HOCl Cl2 氧化电位(V) 2.87 2.80 2.07 1.77 1.50 1.49 1.36 相对Cl2的氧化能力 2.11 2.06 1.52 1.30 1.10 1.10 1.00
6）高级氧化（续）
化工、精细化工、制药等行业的废水往往 不会仅含有某一类有机污染物，而是同时含有 二类甚至多类有机污染物。 当废水中含有上述第④类或较高浓度的 CB 组合工艺可能是唯一 第③类污染物时，采用 类污染物时，采用CB CB组合工艺可能是唯一 可行的选择。 反之，如果难降解有机废水中不含上述 第④类污染物、且第③类污染物浓度也较低， 此时采用 BC 组合工艺较为合理。 此时采用BC BC组合工艺较为合理。