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UED技術(shù)在工業(yè)廢水深度處理中的應用

 一、工業(yè)廢水尾水的來(lái)源

當前我國工業(yè)廢水處理系統排放的尾水在很大程度上剛剛達到國家的規定排水標準，隨著(zhù)國家對水資源的嚴格把控，整個(gè)工業(yè)體系將廢水處理系統的尾水作為再生用水的水源已經(jīng)常態(tài)化，常規的處理工藝在深度降解COD、氨氮等物質(zhì)過(guò)程時(shí)占用較大的廠(chǎng)房、較長(cháng)的工藝流程、較多的藥劑投入、較高素質(zhì)的人員操作，不同的工業(yè)廢水處理的工藝路線(xiàn)也各不相同。作為深度處理工藝的原水，現有的處理方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足使用需求。

二、工業(yè)廢水尾水特點(diǎn)

工業(yè)廢水尾水具備如下特點(diǎn)：

水質(zhì)復雜多變：不同行業(yè)和生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢水成分不同，廢水處理的尾水水質(zhì)復雜多變。

污染物去除：經(jīng)過(guò)很長(cháng)的工藝處理后，排放的尾水仍含有少量的COD、氨氮、色度、微量的毒性物質(zhì)等，對尾水深度處理設備是十分巨大的運行負擔。

排放量大：工業(yè)廢水排放量通常較大。

處理難度大：由于廢水成分復雜、污染物種類(lèi)多、處理難度大，需要采用多種處理技術(shù)。

對環(huán)境和人體健康危害大：業(yè)廢水中含有多種有毒有害物質(zhì)，對環(huán)境和人體健康造成嚴重影響。未經(jīng)處理的廢水直接排放到環(huán)境中會(huì )導致水體污染、土壤污染和生態(tài)破壞等問(wèn)題。

因此，對于工業(yè)廢水尾水深度處理不論是回用還是達標排放，已經(jīng)成為當前需要解決的實(shí)際問(wèn)題。

三、工業(yè)廢水常用處理工藝

工業(yè)廢水尾水的處理工藝可歸納為以下幾種：

膜分離技術(shù)：常用的膜分離技術(shù)包括微濾、納濾、超濾和反滲透等。

吸附方法：活性炭吸附、樹(shù)脂置換等。

電化學(xué)方法：電絮凝技術(shù)、電滲析技術(shù)等。

上述單一處理方法會(huì )產(chǎn)生出大量的廢水，廢水的二次處理增加了整個(gè)工藝的運行負荷，通常采用多種工藝聯(lián)合處理，才能保證穩定的處理效果。

四、UED設備

1、UED設備簡(jiǎn)介

UED(Ultimate Electrocatalytic Decomposer)是目前已知最先進(jìn)、處理能力最強的清潔環(huán)保氧化技術(shù)，它采用FCD電極(功能導電金剛廠(chǎng))為陽(yáng)極，在接通低壓電(<12V)情況下，可瞬間產(chǎn)生大量強氧化性物質(zhì)如羥基自由基(OH·)等，將各類(lèi)復雜的有機分子快速分解并最終轉化為無(wú)害的CO₂和H₂O，其反應速率較常規高級氧化技術(shù)(AOPs)提高3-5倍，且對有機分子的分解更為徹底，是去除高難廢水中COD、TOC、氨氮等指標的最佳工藝選擇。

2、反應機理

UED電催化氧化技術(shù)降解有機物的途徑包括直接氧化和間接氧化。直接氧化是通過(guò)有機污染物吸附在陽(yáng)極表面以電子轉移形式實(shí)現有機物的氧化去除，有機物可直接轉變成CO2和H2O。間接氧化是通過(guò)在陽(yáng)極表面間接產(chǎn)生自由基等活性中間產(chǎn)物或高氧化性的高價(jià)態(tài)金屬氧化物來(lái)實(shí)現有機污染物的氧化去除。

反應機理：H2O → OH· + e- +  H+

2OH·→ H2O2

Cl- +OH·→ ClOH·-

降解污染物方式：

(1) 直接氧化：污染物在電極表面直接被氧化。

(2) 間接氧化：通過(guò)電化學(xué)反應生成具有強氧化性的中間產(chǎn)物，來(lái)間接氧化降解污染物。

機理示意圖

3、設備優(yōu)勢

(1) 廣譜：普遍適用于各行業(yè)高難度廢水處理，且能耐受極端的原水條件(如高鹽、高生物毒性、高濃度)。

(2) 高效：超強的催化氧化分解能力，極短時(shí)間內實(shí)現有機分子的破環(huán)、斷鏈反應。

(3) 靈活：源頭處理、預處理、達標保障，可與常規工藝無(wú)縫銜接。

(4) 清潔：只需用電，無(wú)二次污染，常溫常壓運行。

(5) 便捷：標準模塊裝備，無(wú)需土建及其他構筑物，生產(chǎn)、安裝、維護極度便捷。

4、UED設備對工業(yè)廢水深度處理效果

某煤化工含酚廢水處理系統尾水UED電催化氧化深度處理，如下表所示。

該煤化工企業(yè)的廢水中主要含酚類(lèi)、COD等有機溶劑，水量約8900m3/d，經(jīng)過(guò)前端的厭氧IC、芬頓、臭氧、厭氧、好氧等，難以達標排入膜系統進(jìn)水的標準。如表1所示，經(jīng)UED設備處理，反應時(shí)間不到7min，原水COD由150mg/L降低至5mg/L以下，達標后滿(mǎn)足后端膜系統進(jìn)水水質(zhì)要求。

某冶金洗滌廢水處理尾水UED電催化氧化深度處理，如下表所示。

表2為某冶金洗滌廢水處理尾水，水量約200m3/d，洗滌廢水處理尾水COD高于60mg/L不滿(mǎn)足直接排放要求，采用UED設備進(jìn)行處理反應15min后COD降解到50mg/L，表明該設備對洗滌廢水處理后尾水COD具有良好的去除能力。