一、概況

1. 概況

廢水名稱(chēng)：某危廢滲濾液廢水

處理規(guī)模：20t/d。

工藝現(xiàn)狀：暫無(wú)處理工藝，計(jì)劃預(yù)處理解毒后進(jìn)行下游的園區(qū)污水處理廠。

技術(shù)路線：光化學(xué)高級(jí)氧化預(yù)處理

2. 光化學(xué)高級(jí)氧化系統(tǒng)出水水質(zhì)

進(jìn)水水質(zhì)：COD=20000~40000 mg/l，全鹽十幾萬(wàn)mg/L。

出水水質(zhì)：進(jìn)水水質(zhì)滿(mǎn)足要求且系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，經(jīng)過(guò)光化學(xué)高級(jí)氧化系統(tǒng)后，實(shí)現(xiàn)出水COD＜10000 mg/L的目標(biāo)。

二、設(shè)計(jì)處理工藝

1. 高級(jí)氧化技術(shù)介紹

典型工業(yè)廢水（如醫(yī)藥、化工、印染等）常具有有機(jī)物含量高、成分復(fù)雜，鹽含量高、可生化性差等特點(diǎn)，因此常規(guī)的生化工藝很難對(duì)其中的有機(jī)物進(jìn)行有效處理。高級(jí)氧化技術(shù)是在臭氧、紫外等單一氧化法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型化學(xué)氧化技術(shù)，其作用機(jī)理是利用原位產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性自由基或活性基團(tuán)，如最常見(jiàn)的羥基自由基（·OH），與有機(jī)物發(fā)生化學(xué)氧化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)其斷鍵或降解，可將其直接礦化、或氧化提高廢水的可生化性，反應(yīng)原理如圖1所示。

高級(jí)氧化技術(shù)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的處理廢水中難降解有機(jī)污染物的新技術(shù)。根據(jù)所用氧化劑及化學(xué)條件的不同，常見(jiàn)的高級(jí)氧化技術(shù)通常有以下幾類(lèi)：Fenton氧化、紫外光化學(xué)、化學(xué)臭氧氧化、濕式氧化、超臨界水氧化、電化學(xué)氧化等。由于高級(jí)氧化技術(shù)具有反應(yīng)快速、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，因此引起世界各國(guó)廣大專(zhuān)家、學(xué)者及工程設(shè)備研究人員的重視，并相繼開(kāi)發(fā)了多種處理工藝和設(shè)備，使高級(jí)氧化系統(tǒng)展現(xiàn)出一定的生命力和競(jìng)爭(zhēng)力。

2. 光化學(xué)氧化技術(shù)

（1）技術(shù)介紹

在紫外線激發(fā)下，H2O2可產(chǎn)生具有很強(qiáng)氧化性的羥基自由基，可將有機(jī)污染物最終礦化為CO2和H2O，其中間產(chǎn)物具有較多含氧官能團(tuán)，可有效提高廢水的可生化性。

（2）UV/ H2O2基本原理：

H2O2 +hv 2

+H2C = CHR  HOCH2 -

+ R-H   +H2O

+ pollutants  CO2 +H2O

本方案采用UV/ H2O2高級(jí)氧化工藝，反應(yīng)效率較高，無(wú)副產(chǎn)物（如污泥等）產(chǎn)生，減少了二次處理的費(fèi)用；高級(jí)氧化系統(tǒng)占地面積小，減小了土建投資費(fèi)用；UV光催化系統(tǒng)及催化劑投加系統(tǒng)均可根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，一定程度上降低了設(shè)備的運(yùn)行成本。

三、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及描述

1.試驗(yàn)方法

（1）本次實(shí)驗(yàn)為內(nèi)循環(huán)試驗(yàn)。

（2）測(cè)試過(guò)程中由于水樣COD超過(guò)測(cè)試量程，在測(cè)試過(guò)程中存在較大誤差，故對(duì)水樣稀釋100倍進(jìn)行COD測(cè)試處理。

2.光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程圖

圖2  調(diào)整pH≈3條件下光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程圖

3.數(shù)據(jù)分析

表1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中COD數(shù)據(jù)對(duì)比分析及過(guò)程PH變化

圖3 調(diào)整pH≈3條件下COD去除效果圖

結(jié)合表1和圖2、圖3可以看出，原水經(jīng)pH調(diào)整至3左右條件下，水樣經(jīng)過(guò)光化學(xué)氧化反應(yīng)后中COD的濃度有明顯降低。在反應(yīng)到22小時(shí)后，COD濃度已由31200 mg/L降至9600 mg/L，去除率可達(dá)69.23%，滿(mǎn)足出水COD＜10000 mg/L的要求。后續(xù)反應(yīng)到28小時(shí)后，COD還有進(jìn)一步緩慢降低，具有較好的處理效果。綜合以上數(shù)據(jù)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，光化學(xué)氧化反應(yīng)對(duì)該水樣中有機(jī)污染物具有明顯的去除效果，可有效加速難降解有機(jī)物的分解和礦化，實(shí)現(xiàn)出水指標(biāo)目標(biāo)要求。

4.結(jié)論

1) 原水經(jīng)pH調(diào)整至3左右條件下，光化學(xué)氧化技術(shù)小試實(shí)驗(yàn)進(jìn)行22小時(shí)后，COD濃度已由31200 mg/L降至9600 mg/L，去除率可達(dá)69.23%，滿(mǎn)足出水COD＜10000 mg/L的要求。表明光化學(xué)氧化技術(shù)對(duì)垃圾滲濾液廢水中有機(jī)物的去除具有較好的去除效果。

2) 按照目前小試條件試驗(yàn)，在調(diào)整pH條件下，直接運(yùn)行成本約234.41元/噸水，詳細(xì)情況如下：

備注：以上費(fèi)用未計(jì)水泵等其他設(shè)備能耗、未計(jì)調(diào)堿所需藥劑費(fèi)用。

四、下一步實(shí)驗(yàn)及工藝設(shè)計(jì)建議

本次小試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了光化學(xué)氧化技術(shù)在該水樣處理中達(dá)標(biāo)排放的可行性。下一步可通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)，確定最佳運(yùn)行條件，并進(jìn)一步測(cè)算噸水運(yùn)行成本。若有條件，建議開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)中試實(shí)驗(yàn)，為工藝設(shè)計(jì)提供更充分的數(shù)據(jù)支持。