高效電催氧化工業(yè)廢水預(yù)處理和深度處理技術(shù)
廢水生物處理方法以其經(jīng)濟(jì)性和較高的處理效率已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，是目前污（廢）水處理的主要技術(shù)手段。隨著化工、制藥、農(nóng)藥、印染、造紙等重污染工業(yè)的發(fā)展，大量高濃度、有毒有害、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、難降解有機(jī)污染物排入環(huán)境，這其中大部分是“三致”(致癌、致畸、致突變)物質(zhì)和持久性有機(jī)污染物(POPs)，已成為我國生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化和人類健康危害的最重要原因。
目前，含有毒有機(jī)污染物的工業(yè)廢水對環(huán)境水體的污染及健康風(fēng)險越來越引起國家重視，這類廢水往往有機(jī)物濃度高、水量大、毒性強(qiáng)、直接采用傳統(tǒng)的生物方法進(jìn)行處理，達(dá)標(biāo)處理難度很大。例如，中煤黑龍江煤炭化工(集團(tuán))有限公司的煤化工項目在“八五”期間被列為國家重點(diǎn)工程，但由于煤氣產(chǎn)量逐年增加，且廢水成分十分復(fù)雜，原有生化廢水處理不能實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。自1998年以來，該公司已累計投資4721.5萬元，共進(jìn)行了28項技術(shù)改造，但廢水仍不能達(dá)標(biāo)排放。更為重要的是，未達(dá)標(biāo)排放的廢水直接排入松花江，對中俄界河造成影響，這一問題已成為中俄環(huán)境外交爭端的焦點(diǎn)之一。
為此，2006年9月1日國家環(huán)保總局針對該公司煤化工廢水污染松花江的問題下發(fā)了督辦通報，提出了限產(chǎn)減排及限期治理整改達(dá)標(biāo)的要求。本項目正是以解決類似有毒有機(jī)工業(yè)廢水的處理為目標(biāo)而開展的，項目的實施可為此類廢水的達(dá)標(biāo)處理提供技術(shù)保障。
有毒有機(jī)工業(yè)廢水中的污染物主要包括芳烴、芳香族化合物、鹵代芳香族化合物、雜環(huán)化合物和氰類等，均難以直接進(jìn)行生物降解。提高此類工業(yè)廢水的可生化性，以及生物處理效率是保證此類廢水達(dá)標(biāo)處理的前提。同時，對于已建成項目，對生物工藝出水進(jìn)行深度處理也是保證此類廢水達(dá)標(biāo)處理的技術(shù)方法。在提高工業(yè)廢水的可生化性和深度處理技術(shù)方面，高級氧化技術(shù)由于其較強(qiáng)的有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化能力而一直是有毒物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化的主要技術(shù)手段而受到重視，也是環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，其中電催化氧化技術(shù)即是其中的一種。與其他高級氧化技術(shù)相比，電催化氧化技術(shù)能夠在常溫常壓下通過改變固液界面特性而有效控制電催化反應(yīng)的方向和速率，且無任何二次污染。該技術(shù)能夠產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的羥基自由基，可無選擇的與廢水中有毒有機(jī)污染物反應(yīng)，打破其分子結(jié)構(gòu)，使其徹底氧化為CO2和水，或者通過破壞污染物分子結(jié)構(gòu)提高其可生化性。
哈工大博實環(huán)境公司的技術(shù)團(tuán)隊針對上述問題進(jìn)行了十余年的科技攻關(guān)，研發(fā)了高效電催化氧化工業(yè)廢水預(yù)處理和深度處理技術(shù)，解決了有毒有機(jī)工業(yè)廢水的處理問題。通過納米梯度膜制備、氧傳輸阻斷、稀土元素?fù)诫s、Sb穩(wěn)定化等一系列技術(shù)，不但大幅度提高了電極的電催化性能，而且大大延長了電極壽命，完全能夠滿足商業(yè)化應(yīng)用的需要。通過軟件模擬和實驗驗證等方法，設(shè)計并加工出了多套傳質(zhì)效率高、處理效率高、場分布均勻的高效電化學(xué)反應(yīng)器。
技術(shù)應(yīng)用：
該技術(shù)適用于化工、制藥、農(nóng)藥、印染、造紙等重污染工業(yè)的廢水深度處理，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。目前，已在多家制藥、印染、造紙企業(yè)的廢水處理廠進(jìn)行了中試實驗，取得了很好的處理效果。
1、黑龍江某制藥廠廢水處理站二沉池出水深度處理（制藥廢水）
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COD(mg/L) |
色度(倍) |
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原有生物工藝出水 |
365（未達(dá)標(biāo)） |
350（未達(dá)標(biāo)） |
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排放標(biāo)準(zhǔn) |
120 |
70 |
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電催化氧化深度處理出水 |
115（達(dá)標(biāo)） |
50（達(dá)標(biāo)） |
所取水樣為某制藥廠廢水處理站生物工藝二沉池出水，廢水水量為1.3萬噸/天，廢水COD為365mg/L，色度為350，電導(dǎo)率為4.28ms/cm。根據(jù)制藥廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，要求外排廢水COD<120mg/L，色度<70。以我公司技術(shù)團(tuán)隊開發(fā)的SnO2納米涂層電催化電極為陽極，不銹鋼電極為陰極，采用三維折流式電化學(xué)水處理設(shè)備對制藥廢水進(jìn)行深度處理，停留時間為35min，COD小于115mg/L，色度小于50，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求，噸水處理電耗為1.92KWh/t。
2、內(nèi)蒙古某制藥廠廢水處理站二沉池出水深度處理（制藥廢水）
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COD(mg/L) |
色度(倍) |
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原有生物工藝出水 |
100（未達(dá)標(biāo)） |
120（未達(dá)標(biāo)） |
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排放標(biāo)準(zhǔn) |
50 |
30 |
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電催化氧化深度處理出水 |
45（達(dá)標(biāo)） |
25（達(dá)標(biāo)） |
所取水樣為某制藥廠廢水處理站生物工藝二沉池出水，廢水水量為0.6萬噸/天，廢水COD為100 mg/L，色度為120，電導(dǎo)率為3.5ms/cm。根據(jù)制藥廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，要求外排廢水COD<50 mg/L，色度<30。以我公司技術(shù)團(tuán)隊開發(fā)的SnO2納米涂層電催化電極為陽極，不銹鋼電極為陰極，采用二維折流式電化學(xué)水處理設(shè)備對制藥廢水進(jìn)行深度處理，停留時間為30min，COD小于45mg/L，色度小于25，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求，噸水處理電耗為3.5KWh/t。