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工業(yè)有機(jī)廢水高級(jí)氧化技術(shù)的應(yīng)用

一、有機(jī)污水處理面臨的問(wèn)題

      我國(guó)正在建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)，對(duì)工業(yè)企業(yè)以及公民提出更高要求。污水排放標(biāo)準(zhǔn)提高對(duì)工藝技術(shù)也提出更高要求。傳統(tǒng)的污水處理方法已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)如今社會(huì)環(huán)境表標(biāo)準(zhǔn)的要求，石化企業(yè)對(duì)污水必須進(jìn)行更加深度的處理才能滿(mǎn)足國(guó)家的排污標(biāo)準(zhǔn)。這就要求人們尋求一個(gè)更高技術(shù)以及更有效的途徑來(lái)解決有機(jī)污水問(wèn)題。因?yàn)樵谥袊?guó)發(fā)展過(guò)程中，不僅是工業(yè)企業(yè)還是城鎮(zhèn)的污水處理廠所排放的污水排放標(biāo)準(zhǔn)都低于地表標(biāo)準(zhǔn)。

      社會(huì)的快速發(fā)展導(dǎo)致化學(xué)物品成分越來(lái)越復(fù)雜，工業(yè)產(chǎn)品成分也更為復(fù)雜，隨之導(dǎo)致的企業(yè)、工業(yè)、生活污水水質(zhì)成分更加復(fù)雜，有機(jī)污水處理的難度大大增加，其次，多次循環(huán)利用也在一定程度增加了水質(zhì)的復(fù)雜程度。再者，劣質(zhì)原油等化石燃料產(chǎn)品的生產(chǎn)利用之后的污水處理更加困難，有機(jī)物的再利用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生多種化合物，這些有機(jī)物成分復(fù)雜多樣，其中的反應(yīng)還會(huì)有我們已知的副產(chǎn)物，甚至有可能生成或者分解為人類(lèi)還未探知到的有機(jī)物，這些反應(yīng)會(huì)加劇污水的成分復(fù)雜程度。

      例如說(shuō)現(xiàn)行污水處理廠一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)中，COD允許排放濃度最高為50毫克/升，而《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中，IV類(lèi)水COD標(biāo)準(zhǔn)限值為30毫克/升，這之間存在著20毫克的差距，即使達(dá)到了地方的要求，還是達(dá)不到地表標(biāo)準(zhǔn)的要求。而且在不同行中，排放標(biāo)準(zhǔn)都不同，就會(huì)導(dǎo)致很多排污單位都能夠達(dá)標(biāo)，但是與地表的標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)。所以在近年來(lái)，標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，尤其在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，對(duì)水污染物的排放和水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提出更高要求，逐步實(shí)施更接近環(huán)境需求的排污標(biāo)準(zhǔn)。這樣逐漸提高的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)處理有機(jī)污水的企業(yè)與工廠來(lái)說(shuō)讓他們對(duì)廢水的再利用提高了難度。

      另一方面，生活污水主要是城市中使用的各種洗滌劑和污水、垃圾以及生活糞便等等，其中含有的無(wú)機(jī)有機(jī)鹽類(lèi)大多無(wú)毒，其中生活污水中含氮、磷、硫等無(wú)機(jī)元素，這些都是可致病細(xì)菌，這些物質(zhì)成分含量太多還會(huì)引起水生態(tài)系統(tǒng)的富營(yíng)養(yǎng)化，而化學(xué)污染物又會(huì)通過(guò)正常情況下限定植物的無(wú)極營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的增加以及通過(guò)分解者的有機(jī)物的增加發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化，這就會(huì)造成一個(gè)惡性循環(huán)。再者，還有一方面，有機(jī)污水中生物的生存環(huán)境各樣，會(huì)造成物質(zhì)的大量變化以及產(chǎn)生分解，在酸性、堿性、中性條件下有機(jī)污水中的變化完全不同，而且微生物的變化周期十分短暫，導(dǎo)致水體污染原因變得復(fù)雜。污水中成分復(fù)雜使得污水處理面臨更大難度。

      高級(jí)氧化處理作為有效方法，它包括臭氧氧化法、超聲氧化法、光化學(xué)氧化和催化、電化學(xué)氧化法等方法，能有效提高水的利用率，對(duì)水的循環(huán)再利用以及污水有效排放起到一定作用。在現(xiàn)在我國(guó)處理的有機(jī)污水的高級(jí)氧化技術(shù)中，其中臭氧氧化法、超聲氧化法、光化學(xué)氧化和催化、電化學(xué)氧化法這些方法都是工業(yè)上常見(jiàn)的方法，技巧性的各種氧化方法使用為有機(jī)污水的處理提供了很好的技術(shù)基礎(chǔ)。

      污水中硫的比率在增加，近年來(lái)石化企業(yè)進(jìn)口高硫原油的比例增多，污水中流的比例在增多。在有機(jī)污水成分較為復(fù)雜中提到成分中含硫，在此重點(diǎn)介紹硫的產(chǎn)生以及危害，在高級(jí)氧化方法處理有機(jī)污水中，含硫污水的處理又是一大難點(diǎn)與重點(diǎn)。生活污水以及工業(yè)污水含硫量都比較高，化學(xué)物品的廢棄以及原油的廢棄排放都會(huì)含有硫元素，水中的硫化物就包括溶解性的硫化氫，硫酸氫根、亞硫酸氫根、硫酸根以及硫離子，再起懸浮物中還會(huì)有可溶性硫化物、酸可溶性金屬硫化物以及未電解的有機(jī)、無(wú)機(jī)類(lèi)硫化物。硫化氫還很容易從水中飄散到空氣當(dāng)中，從而產(chǎn)生臭味，產(chǎn)生很大的毒性，甚至?xí)：θ祟?lèi)健康。因?yàn)樗梢耘c人體內(nèi)細(xì)胞色素、氧化酶及該類(lèi)物質(zhì)中的二硫鍵（-S-S-）發(fā)生作用，然后影響細(xì)胞氧化過(guò)程，造成細(xì)胞組織缺氧，從而危及人的生命。硫化氫除自身能腐蝕金屬外，還可以被污水中的微生物氧化成硫酸，進(jìn)而腐蝕下水管道等。

二、高級(jí)氧化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 各種氧化方法齊用

      我國(guó)的高級(jí)氧化技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，在很多地區(qū)已經(jīng)成熟運(yùn)用，要更有效的處理有機(jī)污水，我們必須尋求高級(jí)氧化技術(shù)這樣的方法，因?yàn)閷?shí)踐證明，在多種的治理方法中，技術(shù)比較缺乏，而且工藝系統(tǒng)有較為復(fù)雜，運(yùn)行起來(lái)成本十分高，達(dá)標(biāo)排放也非常困難。例如對(duì)于復(fù)雜有機(jī)物污水的處理，其中污水含有的有機(jī)物成分不同，對(duì)環(huán)境的危害也不同，工業(yè)污水一般也都是濃度較高的有機(jī)污水，此時(shí)便不宜使用好氧工藝進(jìn)行處理，需要使用厭氧-好氧的混合工藝，這樣處理起來(lái)經(jīng)濟(jì)效益也較高。

      再舉例說(shuō)一項(xiàng)技術(shù)工藝——碳氮硫污染物同步去除生物技術(shù)，就是通過(guò)組合工藝，優(yōu)化它的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)高效的轉(zhuǎn)化以及處理回收的。

      研究表明，此項(xiàng)技術(shù)工藝的單質(zhì)生物轉(zhuǎn)化率能達(dá)到90%，這是已經(jīng)達(dá)到國(guó)內(nèi)外最好的生物脫硫水平。在處理時(shí)合理利用不同工藝的處理方法，不僅能聯(lián)合的進(jìn)行更好的應(yīng)用，還能節(jié)省成本，還能達(dá)到國(guó)家更高標(biāo)準(zhǔn)，這也就建議污水處理單位通過(guò)不同環(huán)境與情況將這些氧化技術(shù)聯(lián)合使用，能讓方法最優(yōu)化，效果最大化，成本最低化。

2.2 氧化和催化

      不管是生活污水還是工藝污水，其中含流量都比較高，再加工過(guò)程中，含硫量也會(huì)較高，還會(huì)在加工過(guò)程產(chǎn)生新的含硫物質(zhì)，含硫污水的危害在此文已經(jīng)提過(guò)，那么在現(xiàn)如今中國(guó)最普遍適用的含硫有機(jī)污水處理包括空氣氧化法、堿吸收法、沉淀法、水蒸氣汽提法因等等方法。普遍使用的空氣氧化法和水蒸氣汽提法去硫率較高，有的都可達(dá)到90r/c以上。在這其中，氧化和催化成為最主要的工藝，因?yàn)檠趸ㄝ^為經(jīng)濟(jì)，操作可行性高，較為簡(jiǎn)單，雖然有些氧化方法不能除去污水中的氮和氰化物，但在使用這個(gè)方法時(shí)，可以視情況而定加入一些催化劑，利用這些催化劑與空氣或者化合物的反應(yīng)讓硫元素形成硫酸鹽、硫代硫酸鹽等更易出去的物質(zhì)。

      這些深度氧化技術(shù)是通過(guò)能產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的經(jīng)基自由基，在催化劑、省、光、輻射以及電等等反應(yīng)條件下，將有機(jī)物中難以降解的大分子降解為較為容易或者是無(wú)害危害較小的分子，從而進(jìn)一步達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。這些氧化工藝的難易程度可根據(jù)需求進(jìn)行選擇，較其他高級(jí)氧化技術(shù)而言，可運(yùn)用的范圍較廣，是很多城市以及工廠企業(yè)較為常用的技術(shù)工藝，且使用記錄也較悠久，我國(guó)在這項(xiàng)催化氧化技術(shù)的應(yīng)用上效果也較為顯著。

2.3 厭氧氨氧化

      近年來(lái)越來(lái)越多的研究人員對(duì)厭氧氨氧化工藝廢水處理進(jìn)行大量的研究，雖然此時(shí)這項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用仍然有較大難度以及一定的局限性，但是研究發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)如果能推廣使用的話(huà)將進(jìn)一步推動(dòng)有機(jī)污水處理的進(jìn)程，將會(huì)推進(jìn)處理有機(jī)污水的工程，因?yàn)樗軐?shí)現(xiàn)最短途徑轉(zhuǎn)換，有著高效、低能和可持續(xù)等無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。這也就更鼓勵(lì)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)工藝進(jìn)行更加深入的了解研究，研究人員已經(jīng)提出建議，目前我國(guó)已經(jīng)在厭氧氨氧化菌分離及菌種的培養(yǎng)和馴化紅探索厭氧氨氧化工藝的快速啟動(dòng)方法x等項(xiàng)目上的探究取得了一定的結(jié)果，如今鼓勵(lì)相關(guān)研究人員繼續(xù)就這些方面對(duì)厭氧氨氧化技術(shù)工藝?yán)^續(xù)進(jìn)行研究，為日后在全國(guó)能廣泛使用提供基礎(chǔ)。

      例如之前有研究者對(duì)厭氧氨氧化工藝在低氨氮廢水中的應(yīng)用開(kāi)展了大量研究，研究者就發(fā)現(xiàn)在氨氮含量極低的條件下厭氧氨氧化反應(yīng)也能順利進(jìn)行。在這項(xiàng)工藝技術(shù)中，還處于待人類(lèi)發(fā)掘推廣的的位置，人們可以在已經(jīng)研究成功的基礎(chǔ)上深入探討，沿著已有的研究成就繼續(xù)努力改進(jìn)，而且已有研究指出，影響厭氧氨氧化的因子有：基質(zhì)濃度、溫度pH值、水力停留時(shí)間（HRT）、DO、光等等，如果能解決這些干擾因素，那么對(duì)于這項(xiàng)工藝而言，離它能推廣使用有近了一步，這也進(jìn)一步說(shuō)明人們完全可以去尋求更加高效的方法，將這項(xiàng)技術(shù)工藝推廣，但這終究是一項(xiàng)非常繁瑣的研究，將是一項(xiàng)困難且漫長(zhǎng)的工程。

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