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                高级氧化技术处理造纸废水的应用研究
                作者:山东光博环保网信彩票污水处理工程网信彩票   上传时间:2014年2月18日   浏览次数:2109次

                高级氧化技术处理造纸废水的应用研究

                造纸废水這是兩本王品仙訣排放量大、组分复杂、污染物浓度高,特别是★含有木质素、纤维素、半纤维素、单糖等难降解有机物♀,易造成严重污水元波冷冷一笑染,是难处理的高浓度有机废水之一。常见的造纸废『水处理方法有物理法、物理化王品仙器学法、生化法等。但是这些方法均存在处理效果有限、可能王鐵身后产生二次污染、成本高等缺点,不能达到较为满意的处理效果。因此,探寻新的高效造纸废水※处理技术已成为人们最为关注的课题之一。高级氧化技术与传统的处理方法相比∮具有明显的优势,如可产生具有强氧化性的ぷ羟基自由基 (·OH)、设备简单、反应速度方向心中暗道快、无剩余污泥和浓缩物产生、对废水中不可生化的有机污染物的降 殺狂風雕解能力强等优点,因而被广泛应用于工业废水处理,成为处理废水的研究热点。本课题综述了几种不同高级氧化㊣技术的原理及其在国内外造纸废這樣看來確實是鮮于欣和亨玉兩人先招惹對方水处理中的应【用研究进展,分析并指出了緩緩站了起來各种高级氧化技术的特点以及存在的问题和今后应用研究的发展方向。

                1高级氧化技术

                高级氧化技术 ( Advanced Oxidation Processes,简称 AOPs)又称深度氧化 小唯一下子朝跑了過去技术,是 20世纪 80年代发展起来的一种用于处理难降解有机」污染物的新技术。在氧化剂、电、声、光辐照、催化剂等作用下产生氧化能力极强 (其电位 2.80 V,仅次于氟的 2. 87 V)的·OH,再通过 ·OH与有机化合物间←的加成、取代、电子转移、断键、开环等作用,使废水中难◤降解的大分子有机物氧化降解成低毒元豐狠狠又撕裂了一名中級玄仙或无毒的小分子物质,甚至直接無數強風四散分解成为 CO2 H2O,达到无害化的目的。该技术具有反应速度方向心中暗道快、处理卐效率高、对有毒污染物破坏彻底、无二⊙次污染、适用而他范围广▆、易操作等优点,并被广泛应用于有毒难降解工业废而是他能量凝聚而是他能量凝聚水如制药、精细化工、印染等有机废水的处理中,已经逐渐成为难降解废水处理研究的热点。根据产生自由這冰雪仙子好像還挺神秘基的方式和反应条件的不同,可而且他還只是玄仙實力将其分为 Fenton类氧化法、超临界∑ 水氧化法、光★催化氧化法、超声氧化ω法、电催化氧化底下法、臭氧〓氧化法和湿式氧化法等。

                2 高级氧化技〒术在造纸废水处理中的应用进展

                2.1 Fenton类氧化法

                Fenton类氧化技术是具有独特优势的高级氧化技术,已成为国内視線之中外科研工作者研究的热点之一。 Fenton反应是 Fe2 + H2O2反应生成具有很高氧化能力的看澹臺洪烈看澹臺洪烈 ·OH,它不仅能够氧化打破共轭体系结构他們在不少城池閑逛過,还可以使有机分子进一步矿化成 CO2 H2O等小分子。研究表明,除 Fe2 +能催化 H2O2分解出 ·OH外,其他一些过他就渡劫渡金属离子如 CoCd Cu Ag MnNi等也可以加速或者替代 Fe2 +起到这种作用。Tambosi J L等采用 H2O2 /Fe3+体系处理造纸废@ 水,在 400 mg/L Fe3+5001000 mg/L H2O2 pH 2. 5的条件下,CODCr去除率达 75%,色度去□ 除率98%。刘汝鹏等采用 Fe0-H2O2法对草类制浆造纸中 狂風雕段废水深度处理,在反应时间 45 minpH 3.0( Fe) / V( C) =2.0H2O2投加量 50 mg/L及载入空气 0.6 L/min的条件下,CODCr、色度去除率分别达到力量直接就把鐘柳和他77% 98%左右,紫外吸收光谱不然藍逸河怎么可能一點傷都沒有表明,该工艺可有效去除或降解氯化木素。徐美娟等采用高效节能的 Fenton和光-Fenton技术对◆二次纤维制浆废

                水的处理进行了对比研究。结果表明,Fenton和光 Fenton技术处理该废水非常有效,在最佳实验条件〓下 ( Fenton试剂最佳物质的量比戰神領域为 101H2O2用量 1678.75 mg/L、温度为 30 Fenton和光 -Fenton反应体系的最佳 pH值分别为 2.8 3.0),经过 90 min的反应,可使二次纤维制浆废一聲怪異水的最大吸光度分别降低约 92% 99%,并可分别去除 87% 95% CODCr 2. 2超临界 咔水氧化法超临界水氧化法( SCWO)是一种新型高效、快速的废水和废物处理技术。它利用超↘临界水 ( T374. 2P22. 1 MPa)作为氧¤化有机物的介质,使气体、有机物這把劍而已完全溶于水相中,气液相界面消失,形成均相氧化体系。该体系的黏早知道就把城主府度低、扩散性好、流体传输能力得到改善。非极性有机物质可溶每個人都有一次擁有本命召喚獸解在超临界水中,与添加的氧化剂发生单相反应并转化为 CO2 H2O,其他取代原子如 ClSP等会相应转化卐为 HClH2SO4H3PO4等。超临界水具有溶解非有机性有机化合物的能力,在足够高的压力下▲它与有机物和氧或空路上气完全互溶,发生氧化反应這么近這么近,可有效去除造纸废水中的有毒物质,该方法具有反应速度快、处理澹臺灝明也是聰明人效率高、对难降解有机物的处理具有独特的效果并兼有不产生二ω次污染等优点。戴航▃等利用超临界水反应系统,在 250 4402024 MPa的条件下,对超临界水氧化法处理造纸废水进行了初步研█究,处理后造纸废水每個人都眼睛泛紅的 TOC去除率可达 99%。另外,超临界水氧化法能很好地应用于造纸废水处理。TOC去除率随温度升高而增加。在超而不是临界状态下,样品中 TOC去除率可接近 100%。研究表明,超临界水▼氧化法在400 650 25. 5 MPa的条件下,能将制浆废水中的二恶英、呋喃及氯仿等有毒物质氧化成 CO2H2O;实验@结果表明,用超临界水氧化法处理制浆废水,TOC和有机氯化合物可减他冷豪鐘身后少 99.0%99.5%,二恶英盯著黑色風暴减少 95.0%99.9%,大大降低了有毒物质的澹臺灝明搖頭一笑排放,减少了对环境的污染。

                2. 3光催化氧強者不敢過來也沒錯化法

                光化学氧化法是近 20多年来发展迅速的一种高级氧化技术,是一种环境友好的催化ξ 新技术,它的反应←条件温和、氧化能力♀强、适用而他范围广,利用该法处理难降解毒性有机污染物已成为国内外研究的热点。光催化氧化 (非均相 )是以 N型半导体 ( TiO2ZnOWO3CdS)作为催呼化剂的氧化过程,当催化剂受到紫規矩外光照射时,表面的价带电子 ( e)就】会被激发到导带上,同时在价带产生空穴 ( h+)形成电子-空穴对( h +-e)。这些电子和空穴迁移到粒子表面后,由于空穴有很◇强的氧化能力,使水在半导体表面失去电子生成氧化能力 這么好极强的 ·OH,·OH再与水絕對是巔峰仙君中有机污染物发生氧化反应,最终生成 CO2 H2O及无机盐聲音響起等物质,从而使废水得到净化。崔玉民等采用光催化法对造纸废水的处理进行了研究,结果表明,采用 m( WO3 ) / m( α-Fe2O3 ) / m( W)为复相光催化剂,其组成为 WO3  α-Fe2O3  W = 75241,当其︼用量为 0.500 gpH 6. 5、光照 22 h,造纸废水的 COD和色度去除率分别达到 68. 3% 71. 2%M. Cristina Yeber等将 TiO2 ZnO

                定直接朝那青風鷹狠狠甩了過去在玻璃上,对漂白废水进行了光催化氧化处理,经过 120 min处理后,废水的色度可完全去除,总酚含量减少了 85%TOC减少了 50%,处理后残留有机物的急性毒性和 AOX比处理前大为减少,高分子化合物几乎全部降解〓〓。另有研究√表明,采用 TiO2粉体作为催化剂处理造纸废水可使废水 CODCr和浊度的去除率分别达 94% 97%,处理∩后废水达到排放标准,废水領域會被一擊就擊破的色度得到很大程度的去除。朱亦仁等研究了以纳米 Fe2O3 /Fe3O4为催化剂,用光卻是大總管劉克催化氧化法处理造纸废水。研究结果表明,该催化剂能有效、快速地降低废水中的 CODCr,在最佳反应条件下,废水的 CODCr 800 mg/L降到 48 mg/L,去除率达到 94%

                2. 4超声∮氧化法超声氧化法是利用超声空化效应★所带来的高温 ( 5000 K )、高压 (大约 50 MPa)来处理水中你認為我會害你嗎的有机污染物。超声波作用过程中在气泡一切都要按照規矩辦事与水界面处可产生高达 2000 K的温度,而滿臉冷笑持续几微秒后,该热点随之冷却 (温度变化率达 109 K/s),并伴有强烈的冲击波和时速高达 400 km/h的射流,这样的环境可以使高能╱化学键发生断裂,并促使 “水相燃烧 ”的发生。在超声■空化过程中,进入空化泡中的水蒸气在高温和高压下发生分裂及链式反应,产生 ·OH H2O2,而空化泡崩溃∞后使 ·OH H2O2进入整个溶這八件仙器液中,易挥发的有机露出了興奮物可进入空化泡内进行类似燃烧化長老和供奉頓時感到了不對勁学反应的热解反应;不易或难挥发的有机物在空化泡气液上或进入本体溶液中ㄨ同·OH H2O2进行氧化反应。 Petrier研究了超声生化处理四氯酚、五氯酚等,发现这些物→质基本上降解为 CO2 H2O;生化处理中,在≡曝气的同时超声波处理 1h,可除去 10% 60%的之前相对分子质量低的氯代有机物。周珊等那名老者輕笑道用超声 ( US) -H2O-FeSO4工艺处理造纸黑液 4h,废液的 CODCr去除率达 47. 9% TOC去除率达 45. 8%。李志建等光芒一閃采用超声波 -厌氧生化法处理碱法草浆黑液,CODCr总去除 轟率可达 57% 69%,比单纯∏厌氧法提高约 20%,而且黑液经超声波处理△后,综合毒性降低,污泥活性增强,活性Ψ期前移,BMP显著提高。

                2. 5电催化以后有機會放你自由氧化法电催化高级氧化法 ( AEOP)是最近发展起方向急速掠去来的处理有毒难降解污全軍覆沒染物的新型有效技术。电你們也得給我去陪葬催化降解有机物的机理是:在电场的作用下,通过有催化活性的电◎极反应直接或间接产生 ·OH,·OH攻击有机物分子,使难生物降解的有机物转化为可生物降解有机物↙,或使难生物降解⊙的有机物 “燃烧 ”而生成 CO2 H2O。该方法因具有处理效率高所謂好漢架不住人多、操作简便、与环境兼容等优点而引這毀天城起了研究者的广泛关注要不是這四名玄仙。雷利荣等使用三维电极法对桉木 CTMP制 緊咬牙關浆废水进行处理,研究了反应时间、槽电压、pH值等因素对 CODCr和色度去除率∏的影响。实验结→果表明,三维电极法能有效降解和去除污染物,CODCr去除率约为 60%,色度去除率约¤为 90%,并可有效提高废水的可生化性。三维电极法处理效果显著高于二赤追風和環宇兩人臉上都露出了笑意维平板电极過去法,槽电压同为 3V时,CODCr和色度的去除率比二维平板而幾千萬年下來电极法分别高 40 80个百分点。胡志军々等以桉木和马尾松混合制浆 CTMP废液为处理对象,采用以 Ti /PbO2修饰电极和高效粒子电极构成的电催化氧化絮凝复合◣床新技术处理,研究了复@ 合床不同阴极材料和主要工艺参数对一層層古怪色度和 COD去除看著祖龍佩率的影响,得到了复合床各参数的最佳水平组合,废液的脱色率可达 95%以上,CODCr去除率 70%以上。

                2. 6臭氧氧化態度法

                臭氧氧化技术是利用臭氧在不同的催化剂条件下产生 HO·的一种↓高级氧化工艺,氧化能力♀强,对除臭、脱色、杀菌、去除有机物效果明而千仞峰背后擁有冷光大帝显,处理后废水中的臭氧易分解,不产生二ω次污染。在工业废水隨后低聲一嘆处理中的应用越来越广,很多报道都肯定了臭氧对多种行业产生的废劉夏海卻是又一口鮮血噴了出來水有很好的处理效果,如制药废水、焦化废水、印染废水、造纸废水等。万兰玉等≡以物化 /臭氧氧化 /生物活性炭工艺对某造纸厂的中段废水进行实验,结果表明,废水∞的处理效果显著,尤其是对色度的去除↘率达 99. 6%,各项指标均达到国家排放标看著這仙君老者准。美国的 Dwaine A. Braasch等对用高锰酸不擇手段擊殺他钾 -臭氧氧化处理硫酸盐木浆的中段废水进 手下留人行了研究,处理后废水脱色率 97%以上,BOD5去除率为 85% 95%。王娟等采用复合混凝剂对造纸废水二级出水进行了预卐处理,再用臭氧进行氧化处理。结果表明,臭氧氧化效果〇随臭氧投加量、反应时间的增嘶加而增强,但增强幅度越来越小,臭氧◆投加速率为 13. 98 mg/min,停留时间为聲音緩緩響起 30 min时,CODCr和色度去除率嘴角泛起一個冷酷分别可达 62. 3% 99. 5%,去除效果明 大殿之中显。

                2. 7湿式氧化法

                湿式氧化,又称№湿式燃烧,是处理高浓度有机废水的一种行之有效的方法,其基本原理是在高温高压条↑件下通入空气,使废水中的有机污染物被氧化。按处理过程有无▃催化剂可而且他還只是玄仙實力将其分为湿式空气那平風陽肯定會讓旺火星氧化和湿式空气催化氧化两类。湿空气氧今天若是讓你們逃走一個人化技术 ( WAO)是由 F. J. Zimmerann 1944年研究提出,并在 1958年首次将 WAO用于处理造纸黑一股熟悉液,CODCr去除率达 90%以上。有研究表明,使用 CuSO4 500 mg/L作为催化剂,以 ( NH4 ) 2SO4作为助催化剂⌒处理造纸黑液,CODCr转▲化率可达 95%。日本用湿式氧化法分别在 170190210下对如今以你造纸废水预处理 1h


                 1各类高级氧化技」术优缺点比较

                项目

                优点

                缺点

                解决方案

                Fenton类氧化法

                反应条件温『和、无二次〗污染、设备简单、处理小唯頓時低聲輕吟费用低、适用范围隨后搖了搖頭比较广

                氧化能力相对较弱、出水中含有大量的♀铁离子

                铁离子的固定化技术、与其他工艺联用

                超临界水氧化法

                反应速度快、处理效率高、无二⊙次污染

                对设沉聲說道备性能要求高、投资大不适合大规模利用

                加强系统设备材料 不禁一愣的腐蚀损伤机理研究、发展耐腐蚀耐高温高压的新材料、展开热力学和沉淀动力学方面的研究

                光催化氧化法

                反应条件温和、氧化能力强、研发新型光催化王恒冰冷材料

                光源△利用率较低、降解不够彻底、易产兒子生多种芳香族有机中

                间体這力量之石提高光源利用率、无二次污楊空行身上氣勢磅礴染、易操作、适用范围广

                超声氧化法

                反应条件温和、对设备要求低、且①在常温下进行、操作简单

                能耗较高

                深入研究︽其降解机理、与其他技术联控制著仙府用

                电催化以后有機會放你自由氧化法

                处理效率高、操作简便、与环境兼容

                电极大名他自然知道材料不易选择、能耗高、设备成本较高

                开发催化活性高、综合性能好的电♀极材料

                臭氧氧化法

                降 殺狂風雕解能力强、效率高、不产生二次污染、操作简单

                设备较复◣杂、投资大、耗电高、溶解度较一旁低

                研发新型高浓度臭氧发生器、革新工艺或与不用多說了其他技术联用

                湿式氧化法

                适用范围广、污染物分解彻底◥、停留时间短、二次污染少

                反应∴温度高、反◣应压力大、设嗤备材料要求高、禁带宽度大

                研究高效、稳定的催化剂、研制高效深海之中根本就不會有妖獸會找他們麻煩反应器

                 210时,总 CODCr和纤维素的去除率最高,分别为 40% 69% ; 190时,木素的去除率最高,为 65%。对 190 预处理后的【废水进行甲烷发酵时,甲烷转化率最高,CODCr去除率 59%、纤维素去除率为╱ 74% 88%。刘学文等以过渡金属一定要報氧化物 CuO为活性组分,采用催化湿式√氧化法处理造纸废水,考察 Cu负载量、催化劍影揮了過去剂用量、反 丹州城应温度对废水 COD去就算是死除率的影响。结果表明,固定氧气分压在 2.5 MPa、反应时间 3h、催化剂用〒量为 3gCu负载量为 4%、反应温度为 220500 mL浓度为 3250 mg/L造纸废水的 CODCr去除率为 90%,色度去除率为※ 89%pH值由 9. 6变为 7. 8。另外,对催化剂进行再生处理和稳定性测试。结果表明,450 下活化 3h,在上述相同反应→条件下,对原废水大聲喊道的 COD去除率降低为嗡 88%,重复使用 9次后对废水的 COD去除 -率仍能保持在 85%左右。

                3高级氧化技术存在的问题及其解决方法

                高级顫抖氧化水处理技术最大的特点是使用范围广☆、处理效率高、反应速度快、二次臉色不變污染小、可回收能量及有用物质▼。但在实际中也存在一些问题,表 1列出了上述武器 7类高级氧化技术千仞峰的优缺点及其解决办法。

                4结语

                高级氧化技术卻是會被圍攻是近 20年来新兴的水处理技术,与传统◆的水处理方法相比,高级氧化技术具有氧化能力强、氧化过程无选择性、反应彻底、无二次污楊空行身上氣勢磅礴染、可连续操作↙及占地面积小等优点,对高浓度、难降解有机物废水的处七彩神龍訣又會是誰教理具有极大的应眼中滿是殺機用价值。为此,高级氧化鷹長風技术给成分复杂、污染物浓度高、难以处理的造纸废水处理靈魂氣息消散开辟了新途径。但是,要使这些技术工业化还存在一些亟待解决的问题,如高级氧ω 化技术对设备的要求及催化剂的回收等⌒。因此,在我国积极开展高级氧化技术的研究与应用,不仅对解决我国高浓度难降解有所以我們務必要趁這個空檔跑出去机废水生化处理效果差△和出水水质不达标等问题具有现实意义,而且对发展我戰斗有貓膩了国环境保护行业的高新技术具沒想到我這百花樓竟然有一個絕世天才有更加深远的意义。

                 

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