【《常用硅废水处理方法综述》2200字】

1常用硅废水处理方法综述目录TOC\o"1-3"\h\u28647常用硅废水处理方法综述 1254951.1微电解反应 112281.1.1微电解反应的简介 1114701.1.2微电解反应的原理 1206321.1.3影响铁碳微电解处理效率的参数 255601.2芬顿氧化法 3268921.1.1电-芬顿法 3108581.1.2光-芬顿法 325461.1.3微波芬顿氧化技术 4162241.3气提处理工艺 497771.4生化处理工艺 41.1微电解反应1.1.1微电解反应的简介铁碳微电解技术是本项目废水主要处理方式，它是一种对环境危害小、耗费小的高级废水氧化方法，又被称为内电解法。通过铁以及碳材料或者铁-碳复合材料于目标溶液中产生电化学反应，构成了原电池，以此使废水得到净化。这个方法一开始由欧洲的学者通过研究井水中零价铁理论得到的，然后在水资源利用和污水净化方面展开了应用研究[11]。20世纪时科学家发现在处理印染废水时铁屑有优秀的的净化效果，铁碳微电解技术处理污水开始被关注。20世纪80年代我国对这项技术也进行了更进一步的研究，铁碳微电解技术已在染料、电镀、药品、垃圾渗析废水等方面开展了使用方面的研究[12]。1.1.2微电解反应的原理设铁碳微电解法的原理是在铁－碳颗粒之间存在着大量的很小的原电池回路，活性［H］有着很好的化学还原活性，是从阴极产生，能氧化分解废水中大多数的污染物组分，从而导致大分子物质被分解为小分子物质[13]。还有由所形成的原电池阳极产生的Fe2＋易被O2氧化成Fe3＋，生成Fe（OH）3絮状物，这种絮状物是活性胶体絮凝剂，它吸附的效果比一般的Fe（OH）3强得多，它可以通过吸附共沉淀来除去水里面的悬浮物和一部分有色物质。通过试验表明，铁碳微电解在酸碱度较小的情况中，对CODCr的消减和可生化性的增强效果较好[14～17]。1.1.3影响铁碳微电解处理效率的参数污水酸碱度、反应时间、铁屑种类和粒径、填料铁炭比、曝气量等将影响微电解处理效率[18]。（1）污水酸碱度污水初始的pH值会极大影响反应，电位差在酸性环境下所形成的比pH≥7时高[19]。虽然过程受酸性限制，但二价铁离子太多会导致污泥变多；必须使用助剂将废水pH调成中性，正常情况下污水酸碱度为3.0～7.0。当由铁碳微电解处理矿井污水时酸碱度小于4，酸碱度和化学需氧量成正比，pH=1时COD去除率最低，pH＞4时COD去除率为一个确切的数[20]。（2）反应时间反应时间与污水化学需氧量去除率有关系，通过实验结果可知，微电解处理化工废水，当溶液酸碱度为3.0，空气和H2O比值约3∶1时，反应四小时COD去除率为54%，后续化学需氧量去除率大致没有改变[21～26]。在含Cr废水净化实验中发现，Cr6+去除率和反应时间改变没有关系，而Ni2+的去除率则被反应时间影响，从25min到85min区间Ni2+的去除率增长较快，85min后上升幅度减缓，120min时达到最值，约为100%[27]。（3）铁屑种类和粒径铁屑材料种类影响铁中碳含量，铁屑直径决定反应接触面积。相同种类的铁屑激发后净化效率比未激发时的更大。虽然从理论上说铁屑粒径越小越好，可以提高实际过程的比表面积，增强反应速率，然而直径过小会让铁屑被流动的废水冲走或者形成结块在反应器中沉淀下去，通常直径在65～85目之间最好。（4）铁碳比在过程中碳以及铁构造出原电池，加快铁屑侵蚀速度，填料之间的空隙也会变大。碳种类也会部分影响该实验的结果，通过实验可知，铁碳比一般为1︰1到2︰1。由氰化氢废水处理研究可以知道，铁碳比影响化学需氧量和CN-去除率，COD和CN-去除率在铁碳比为3︰1时最高[28]。（5）曝气量因为氧气影响反应的电位差值，以此使净化效率发生变化。提高曝气量可使溶液中的O2浓度变大，还能使铁屑表面接触频繁，从而杜绝结块现象出现。通过实验可知，曝气时化学需氧量去除率比没有的情况下要大13.7%，所以适宜曝气量可以增强处理效果[27]。1.2芬顿氧化法芬顿氧化法是高级氧化法中的一种，与其他的氧化体系相比，芬顿氧化体系对含有难降解的有机污染物的废水处理效果更好，该方法适用于生物难降解的废水或者常规的化学氧化法难以有较好的处理效果的废水。简单的芬顿试剂是Fe2+和H2O2组成的反应体系中的Fe2+和H2O2所产生的·OH氧化能力很强，电子亲和力也很强，·OH通过复杂的链式反应产生更多的活性氧，能够很有效地降解污水中的有机污染物，将这些污染物矿化成CO2和H2O等一些无机物[29～30]。由于传统的芬顿氧化技术在处理废水时对H2O2的利用率不高而且对有机污染物的矿化程度不够，针对上述的明显缺陷，通过对普通芬顿式剂改变条件或添加一些耦合反应，将电化学、紫外线和超声波等添加到芬顿氧化体系中，研究出了不同体系的均相芬顿氧化技术。1.1.1电-芬顿法电-芬顿法是在传统的芬顿试剂上构建原电池体系，该芬顿试剂的主要来源是由电化学的方法产生反应所需的Fe2+和H2O2。该体系通过曝气或充氧的方法，让氧气进入到溶液中之后在阴极产生H2O2，为该体系提供源源不断的H2O2。电-芬顿法可以通过自身的电化学反应产生H2O2，相比传统的芬顿法避免了外加投放H2O2，降低了操作的危险性，同时减少了污泥的产量。宋东宝[31]等利用电-芬顿法降解水中的亚甲基蓝，结果表明，电-芬顿法去除亚甲基蓝有着十分好的效果，相比传统电化学氧化去除率可提高31.6%。1.1.2光-芬顿法光-芬顿法是将单色紫外光或复色的太阳光加入到传统的芬顿体系中，其机理是通过紫外光或可见光的光辐射下，体系中的OH-可以快速地产生·OH，Fe3+同时被还原成Fe2+，使得该体系可源源不断地产出芬顿试剂。通过光的直接照射，体系中的H2O2可快速产生·OH，提高了体系中H2O2的利用率，十分有效地促进了芬顿体系降解污染物的速率。付军[32]等将日光-非均相Fenton光催化体系运用到降解喹啉的试验中，相比传统的芬顿反应，该日光芬顿体系中可以更快地促进羟基自由基的产生，使得喹啉去除率由45%提高到了99%。1.1.3微波芬顿氧化技术微波是一种电磁波，穿透力强是其优点，在反应中可以使分子的化学键强度降低，还可以降低反应中的活化能，可以使体系反应时的活性有很大的提高，将微波技术与芬顿体系相结合可以提高对有机污染物的降解速率，在芬顿体系中可直接用微波辐射污水实现污染物的降解。齐旭东[33]等研究了微波辅助类芬顿技术处理合成类制药废水，通过实验研究结果表明，该技术处理废水成效好，在反应中过氧化氢的使用量较低，初始反应时不需要进行酸化，所以有着较短的反应时间。1.3气提处理工艺气提法是往水里融入载气，如空气或水蒸气，使载气与废水充分接触，使得废水中的溶解性气体和某些挥发性物质向气相转移，以此完成除去废水污染物的目标的。王英玉等[34]在解决某有机硅项目所产生的污水时，对含有有机卤化物的废气，先进行焚烧处理，接着使用气提法对焚烧尾气洗涤后排出，基本去除了废气中的卤化物，接着通过物化技术，除去剩余的COD和AOX，这样使得出水COD和AOX浓度变得比较低。田爱军等[35]人采用气提-厌氧-接触氧化-气浮工艺处理聚酯废水，化学需氧量去除率可达98.7%，然而废水一开始进入气提塔时，导致化学需氧量的质量浓度仅仅减小到4000mg/L，超过了国家排放标准很多，在此基础上，通过厌氧、接触氧化和气浮工艺，最后才完成让废水化学需氧量达到100mg/L的目标。气提处理工艺尽管能够去除污水中的大部分有机物，然而需要花费预算建造气提塔，以及处理后COD的浓度仍然很高，还需要后续的生化、氧化处理，对于没有气提塔的工厂，气提处理工艺经济效益低。1.4生化处理工艺废水的生化处理原理是通过微生物的呼吸作用等新陈代谢过程，使污水中的污染物质得到转变，从而消除其污染性的处理办法。由于有机硅工业废水可生化性差，处理难度大。袁劲松等[36]对化工部晨光化工研究院的有机硅废水进行治理时，采用生物处理技术，得到的结果表明，只通过生化处理废水达不到排放标准，需要与其他的处理方法结合使用。石秀旺等[37]先对浓度高、酸性强的有机硅废水进行中和、混凝等预处理后，再采用厌氧生化处理，COD的去除率达到50%左右，但是出水COD仍然有1500~1600mg/L。这里的原因或许使废水中包括了太多难降解的和有毒成分，负荷逐渐变大，有毒物质对微生物的抑制作用加强，导致COD浓度有所下降，效果变的更差。如果提前进行水解酸化处理，将部分难降解的大分子有机物分解为小分子有机物。然后在使用生化处理，废水内某些难降