高浓度有机化工废液组合消解科技之研究

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1、高浓度有机化工废液组合消解科技之研究第一章绪论1.1研究背景及意义化工、制药、农药、炼焦、皮革、造纸、金属表面处理等行业产生的大量槽液、釜底液、母液、重结晶废液、浓缩液、容器清理废液、乳化液等液态废物成分复杂、浓度高达几万至几十万mg/LCODCr、难以生物降解、往往含有毒害有机物质。按照环保要求，这些废液应按危险固废委托有资质的固废处理中心处置，但我国固废处理单位较少，有的一个地级市只有一个处置单位，有的一个也没有。委托处理需要长途运输，处理费用高达5000元/t，由于不方便，不经济，故大多企业擅自违法处理，稀释后倾倒在企业污水站处理，污水处理站往往经不起高浓度

2、冲击而超标排放，有可能造成环境污染事故。一般情况下，有机物浓度<1%的废液可以经稀释或预处理后适量并入污水处理站处理；有机物浓度>20%的废液适宜用焚烧的方式处置，因自身含有一定热值，需要添加的助燃燃料不多；有机物浓度在1~20%的废液最难处置，如稀释需要消耗大量水资源，且增加大量污水处理量和处理费用；如用焚烧方法，则因其热量低需添加大量助燃油而不经济，处理费用高。因此，针对这一浓度范围的废液研发高效的消解技术是当前化工、制药工业园区和企业十分急需的。本项目研制的危险废液消解技术将实施高效、快速、低成本、低风险的设计理念，对现有高级氧化技术进行优化集成

3、、科学组合，针对不同的危险废液设计最优的消解工艺，争取高效、经济的处理效果。预计本项目设计的组合集成高级氧化消解技术处理费用不超过80元/t，仅是焚烧费用的2.7%。本项目研制的消解设备主要考虑处理CODcr20万mg/L以下的不适宜焚烧处理的危险废液，处理后成为CODcr8000mg/L以下的废液，生物毒性降低，可生化性大为提高，再进入企业污水站进一步处理，最终达标排放。这样减少了企业的处理经费，同时降低了环境水体被污染的风险。文章采用的多级消解技术主要包含铁炭微电解协同超声波、Fenton氧化和絮凝沉淀三个阶段。铁炭微电解协同超声波法一般处理费用低、处理效果好

4、、可操作性强[1]。Fenton试剂产生具有极高氧化性的羟基自由基可以降解部分大分子有机污染物质。经过第一阶段铁炭微电解协同超声波处理，废液中含有大量的Fe2+，可以作为第二阶段Fenton氧化法的原料，实现物尽其用，降低高浓度有机废液的预处理成本，同时又可达到较为理想的处理效果。本文设计的组合消解技术可应用于多种工业企业排放的高浓度有机废液的预处理，为进行后续生物处理，使之达标排放创造条件。本课题对这一问题进行探索分析，研究内容具有一定的应用价值。第二章文献综述2.1高浓度有机废液处理技术研究进展国内外学者针对高浓度有机化工废液的预处理进行了大量研究，目前处理高

5、浓度难降解有机废液的常用方法主要有超临界水氧化法、吸附法、溶剂萃取法、化学氧化法、催化湿式氧化法、湿式氧化法、生化处理法和焚烧法等。2.1.1物理处理法（1）溶剂萃取法此方法是根据一种溶剂对不同物质具有不同溶解度这一性质，将溶于废水中的某些污染物完全或部分分离出来。向废水中投加溶剂（萃取剂），此类溶剂不溶于水，废水中的呈溶解状态的某些污染物质经两液相间界面进入到萃取剂中。王晓兵[2]等将叔胺N235、乙苯和煤油按照一定比例组成混合萃取剂，对含羧酸的工业废液进行萃取，经萃取剂的三级萃取后羧酸的萃取率可以达96%以上。姬登祥[3]等采用脂肪酸甲酯为萃取剂处理苯酚废水，

6、萃取率可达99.97%，改善了苯酚废水的可生化性，可实现苯酚的循环利用。（2）吸附法吸附法是通过具有多孔性质的吸附剂吸附废水中的污染物质，从而达到净化废水的目的。肖敏等[4]采用活性炭吸附法处理印染废水，取得了良好的处理效果。李丽娟[5]等通过树脂吸附法对头孢G酸医药废水进行处理。实验结果表明,采用多种树脂多级串联的方法对医药废液进行处理，头孢G酸去除率可达95%以上，CODCr去除率达90%，通过5%的NaOH解吸，树脂表现出良好的再生性能。吸附法的缺点是吸附剂极易呈现饱和状态，从而导致吸附剂处理效果随时间的增加而降低；此外，吸附剂的再生过程操作繁琐，再生成本高

7、也成为吸附法的制约因素。（3）膜分离法膜分离法是指在外力的推动下，使废水中的物质通过具有选择透过性的薄膜，从而达到混合物的提纯和浓缩。杨晓华[6]等通过采用超滤法处理城市污水，使水中浊度去除率达95%。法国A.Akbari等[7]通过纳滤膜处理不同种类的染料废水，实验表明，废水中染料的截留率可达96%以上，并且不受废水pH影响，但由于有机化合物的吸附作用使得纳滤膜在运行中容易出现结垢现象。膜技术运行成本低廉，操作简单。但是容易发薄膜结垢现象，影响其处理效果，这在一定程度上制约了膜分离技术的广泛应用。2.1.2化学氧化法（1）湿式氧化法湿式氧化法是指在高温和高压条件

8、下，将水中