
水環境保護是當前人類社會廣泛關注的一個問題,隨著我國國民經濟的快速發展,各類含有高濃度、高毒性、高難降解有機污染物的工業廢水產量越來越大,對我國的環境和水資源造成了極大的威脅。
現有常規的處理廢水的方法,如物理法和生化法對一般污染性質的廢水有著良好的處理去除效果;而對于那些可生化性差、相對分子量大、具有高化學穩定性、高生物毒性及高含鹽的廢水,則需要采取化學法進行處理,而催化氧化技術作為化學法水處理領域的一種創新技術,以其獨有的技術優勢和強大的處理能力,正逐步成為化學法水處理領域的首選技術。
發展現狀
化工、醫藥、農藥等行業的高鹽高毒有機廢水,具有成分復雜、有機物濃度高、含鹽量高、毒性強、可生化性差等特點,傳統的生物方法很難處理,而采用焚燒法太昂貴。
2017年,全國廢水排放量695.4億t。工業廢水排放量209.8億t,占廢水排放總量的30.2%。對高鹽條件下的難降解有機污染物的控制,是我國經濟可持續發展和水環境保護的緊迫要求,高濃度有機廢水和難降解工業廢水的低成本深度處理,是環保行業發展的技術瓶頸,相關技術的開發得到國家相關政策法規的大力支持。
催化氧化技術特點
20世紀80年代發展起來的高級氧化技術能夠利用光、聲、電、磁等物理和化學過程產生的高活性中間體·OH,快速礦化污染物或提高其可生化性,具有適用范圍廣、反應速率快、氧化能力強的特點,在處理高毒性、難降解廢水方面具有很大的優勢。
目前,常見高級氧化法為Fenton氧化、臭氧氧化、(光)催化氧化,但均存在一定問題。
①Fenton氧化:二次污染物Fe(Ⅲ)、Fe(Ⅱ)的引入,H2O2價格昂貴,氧化能力相對較弱;
②臭氧氧化:臭氧生成設備復雜、臭氧產率和利用率低、處理成本高,氧化反應選擇性強,降解不徹底;
③(光)催化氧化:對光源利用率低,氧化不徹底,能耗較大,投資費用高,催化劑制備難、回收難,且易失活等。
面對高難污水處理,生化法基本已經起不了作用,催化氧化是唯一途徑。因此,新型催化氧化技術是高難污水處理技術發展方向。
典型工藝臭氧催化氧化技術原理
A、富集:產品比表面積高、根據廢水中污染物成分選擇親和性高的催化劑,當廢水與催化劑接觸時,水中的有機物首先被富集在催化劑表面,當系統內通入臭氧時,臭氧在催化劑表面實現高效傳質和氧化反應,富集在催化劑表面的有機物濃度高,參與反應的幾率更高,降解更快更徹底,COD去除率大幅度提高。
B、催化活化:催化劑表面均勻分布高效催化活性材料,臭氧分子在活性催化劑的作用下易于分解產生如羥基自由基等強氧化性自由基,從而提高臭氧的氧化能力和反應速度,提高O3轉化率,尾氣中殘余臭氧更低。
C、協同作用:SAO3臭氧催化劑表面既能高效富集水中有機污染物,又能催化活化臭氧分子且大幅度提高臭氧傳質效率,產生大量羥基自由基,使臭氧分解有機物的反應產生協調作用,取得超出理想的氧化降解效果。
桑尼SAO3系列多相臭氧催化劑利用多種高效活性金屬氧化物及金屬單質為活性催化材料,采用最新立體構架技術,在高溫條件下提高微孔數量和分布均勻度,獲得更高的比表面積和活性表面,最大限度提高臭氧氧化效率。在同樣氧化條件下,SAO3催化劑存在時臭氧氧化效率提高30%-80%。
技術特點
(1)對有機污染物高吸附、臭氧與催化劑及有機分子同時接觸、羥基自由基在接觸位點快速發生并迅速降解有機物的“三同時”條件。
(2)通過特殊的壓溶溶氣泵,將臭氧在水中的溶解度提高5~8倍,極大地提高了臭氧與水體中有機物及固態催化劑的接觸時間和接觸面積,從而提高了臭氧的利用率。
(3)在壓溶溶氣泵的溶氣量達到極限值時(一般為處理水量15%~30%的體積比),比常規的曝氣方式效率要高。
(4)臭氧氣體全壓溶,臭氧化水攜壓運行,在運行壓力(≤2.0MPa)條件下,臭氧半衰期保持基本不變。
應用領域
適合含有中低濃度有機污染物(COD:100~1000mg/L)的“高鹽、高難降解、高氨氮、高生物毒性”的四高廢水處理,適合處理水量為每天1000~50000t。
目前,水環境質量得到一定改善,但仍存近17%左右的劣五類水體,水污染排放與治理日益復雜,水生態系統健康狀況堪憂。
環保管理新形勢——以改善環境質量為核心,將排污許可制度建設成為固定污染源環境管理的核心制度。
因此,高難廢水處理及零排放技術是解決這一環境治理問題的關鍵。而催化氧化技術是解決高含鹽廢水脫色除COD的唯一途徑。
廣州桑尼環??萍加邢薰臼且患覍I從事高難度廢水治理的高新技術企業,公司擁有多項先進的水處理技術和發明專利產品。
公司坐落于廣州高新技術產業開發區華南新材料創新園,是中華環保聯合會會員,中國環境科學學會會員、廣東省環境保護產業協會理事會理事單位、國家高新技術企業(證書編號GR202244002655)、知識產權貫標企業(GB/T29490-2013),并在廣州股權交易中心成功掛牌新四板(股權代碼891751)。
公司擁有獨立研發中心試驗室和專業研發團隊,三十多年專注環保新材料及污水處理新工藝的研究、應用,開發出多種國際國內領先的新材料和新工藝。公司已通過和申請發明專利20余項,實用新型專利30余項,每年專利技術申請超過20余項。
公司長期致力于基礎材料的研發,擁有兩大系列核心材料:FCM-IV系列高效催化自電解材料和SAO3-II系列高效臭氧催化劑材料,實現材料的革命性突破。
研制出多種高效污水處理設備和工藝技術:高效催化自電解反應器,高效臭氧催化氧化反應器,三維電解催化氧化反應器,高效厭氧反應器、流化床生物膜工藝、高鹽微生物菌種、高效脫氨微生物菌種、有機物與鹽分分離裝置,混鹽精分裝置,重金屬去除反應器、特種混酸回用裝置等。
公司在以下應用領域和行業的達標或零排放項目,取得了豐碩成果:
l非膜法、全量化垃圾滲濾液、廚余垃圾處理,
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l煤化工行業廢水處理,
l印染廢水處理,
l電鍍、線路板行業重金屬處理,
l中藥、食品、釀酒行業廢水處理,
l造紙廢水零排放,
l工業園區廢水提標改造,
l高效厭氧反應器、流化床生物膜、耐鹽微生物、高效脫氨微生物技術,
l混酸分離回用等
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