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環球企業網轉載“高頻直流電化學破解廢水處理難題”

日期:2020-10-15 21:19 作者:天盛化工廢水處理

關鍵詞:“超強氧化還原廢水處理裝置”CYH法、電絮凝、電芬頓、
催化反應、生化法、膜技術
獲獎榮譽:2016年8月通過國家級科技評價,結論“達到國際先進水平”.
2018年8月獲環保部·環科學會“優秀環保技術應用獎”,并列入
2018年度“環保科技創新應用目錄”.
適用范圍:用于處理各種有機廢水和各種重金屬廢水,確保廢水處理穩定達標并提標改造.
改革開發四十年,我國經濟呈現高速發展,同時生態環境也遭到嚴重污染,特別是地表水及地下水遭到嚴重威脅。2019年三部委聯合發文[2019]52號,要求近三年城鎮污水提質增效,以便遏制環境惡化的趨勢。
相當一段時間,環境治理滯后,環保技術仍停留在傳統工藝及方法上,造成廢水治理遇到很多瓶頸和困難,一方面廢水成份越來越復雜,污染因子突顯高分子、復合型大分子有機物,這部分有機分子極易溶解水,卻很難被氧化;另一方面環保技術魚目混珠,不可靠、不成熟的技術還很有市場,造成處理工藝越搞越復雜,投資費用越來越高,運行費用越來越高,給國家和用戶造成很大負擔。
解決上述問題,必須從環保技術和工藝上下功夫,而當前的生化法、膜技術、多效蒸發器,優勢相當突出,而缺陷也容易被忽視。
常用的物理法、化學法已退出歷史舞臺,不再贅述,就目前正在采用的技術,做一比較。
1、生化法處理工藝
生化法在處理廢水作出了歷史性貢獻,由于其處理量大、低運行成本、便于管理維護,被廣泛采用,遇到問題后,在生化范圍內又出現了A2/O,或厭氧、缺氧、好氧交替或多次重復使用。
對于低分子有機物,如生活污水,采用A/O工藝一般可達到一級A排放標準。但對于COD高、氨氮高、磷高,或工業廢水進入后,原生化系統很難維持,出現達標困難,這是因為生化處理是靠微生物的酶轉化進行的,即微生物的合成功能和分解功能,微生物自身嬌嫩,必須保證生存和繁殖條件,欲消化污染因子,對水的成分、PH值、溫度、泥齡、碳源都要嚴格保證,否則硝化菌、反硝化菌、聚磷菌的質和量保證不了,生化處理就存在一定難度,糾其原因是微生物的酶轉化能力是有限的,遇到高COD、高氨氮、高磷,通俗一點講,微生物的作用就像剝洋蔥一樣,它只能剝到三、四層很費勁了,它不具備將洋蔥破碎,即將污染因子破壞然后水解酸化掉,這就證明微生物處理有一定的限值。
2、生化+膜技術處理工藝
當前國內不少水處理廠在好氧段加入MBR生物膜,在進膜初期(3-5月內),排水COD<30mg/L、磷<0.2mg/L、氨氮<3mg/L,很容易實現,但超過5個月,排水水量減小,水質變壞,主要原因是MBR是過濾技術,微孔只有0.02~0.04μm,只能使水分子和溶性顆粒通過,采取物理滲透作用,當污泥、微生物團、高分子有機物累積在微孔入口處,過濾作用逐漸失去,特別是國產膜壽命2-3年,投資費用很高,設計規模3000T/d,MBR費用須300萬元,設計規模5萬噸/天,MBR費用需8千萬元。
為使MBR正常動作,一般一年要維修兩次,或酸洗、或更換膜片,又增加維修費用。也有人采用磁粉(即MBBR)沖刷膜表面而防堵,結果造成膜片壽命縮短,同時還增加了污泥量。
事實證明,MBR的應用動機好,效果并不好,本來在水處理中采用任何過濾技術都是行不通的。
3、膜技術及多效蒸發器處理工藝
凡采用膜技術,如超濾、反滲透、納濾、生物膜等,對高濃度廢水處理時,都遇到同一問題,即40%的廢水通過了,但還有60%的廢水在膜前未通過,這部分水處理起來難度更大,只好采用多效蒸發器進行固液分離,可解決廢水排放問題,但后遺癥很大:⑴投資費用高,某家化工企業處理量10T/h,四效蒸發器投資4000萬元,運行費用80元/噸水。⑵分離后的水不允許高空排放,只能冷凝下來,不少用戶反映氨氮仍然超標。⑶若廢水含有輕金屬,如鈉、鈣、鎂同時存在,蒸發器管道內輕金屬沉淀,引起晶體膨脹使管道常爆裂,被迫停機維修。這就說明采用多效蒸發器是無奈之舉,多數用戶是承受不起的。
4、超強氧化還原廢水處理裝置(CYH法)
由于生態環境惡化和環保技術的要求,我公司獨立研制開發了“超強氧化還原廢水處理裝置”,涵蓋了高頻高絮凝和高頻電芬頓兩種工藝,核心是高頻直流電化學,該技術對污染因子的分子結構,具有切割瓦解——氧化還原——脫色脫臭脫毒——深度氣浮——深度絮凝五項功能,這有賴于極板反應、催化反應、高頻反應,在這三項綜合反應作用下,在直流電場中產生了原生態的氫離子、氧離子、氫氧根離子、羥基自由基[·OH],同時產生了強大的離子流成萬級數增加。
實踐證明,對各種有機物和重金屬廢水,特別是難降解的有機物,廢水治理都取得了很好效果。

某垃圾滲透液處理COD8756mg/L,采用高頻電絮凝+生化處理(A/O工藝),處理結果COD<20mg/L、重金屬未檢出、總氮<0.03mg/L、糞大腸菌群<120個,運行費用3.4元/噸水。
某電鍍廠廢水處理,含鉻、鎳、銅離子,采用高頻電絮凝技術,一次性處理后,Cr+60.8mg/L降為0.032mg/L、Ni+21.5mg/L降為0.05mg/L、Cu+2 2mg/L降為0.014mg/L、COD150mg/L降為24mg/L,產生污泥量3公斤/噸水(干泥),運行費用1.6元/噸水。
某焦化廠廢水處理,采用高頻電絮凝+高頻電芬頓+生化(A/O工藝),處理結果:COD20000mg/L降為60mg/L、色度500降為5(倍)、SS350mg/L降為10mg/L,運行費用9.5元/噸水。
某養牛場廢水處理,采用高頻電絮凝+生化(A/O工藝),處理結果:COD6395mg/L降為40mg/L、總磷5mg/L降為0.03mg/L、SS250mg/L降為3mg/L,運行費用2.3元/噸水。
某礦渣廢水處理,采用高頻電芬頓處理,處理結果:總砷2.2mg/L降為0.3mg/L、總鉛2mg/L降為0.03mg/L、總鎘0.3mg/L降為0.001mg/L,運行費用1.5元/噸水。
某醫藥廢水處理,含苯類、雜苯類、嗎啉、采用三級高頻電芬頓+生化(A/O工藝),處理結果:COD140000mg/L降為200mg/L(20小時),進管網,運行費用27.2元/噸水。
某印染廢水處理,采用二級高頻電芬頓+生化(A/O工藝),處理結果:COD2100mg/L降為100mg/L、氨氮750mg/L降為100mg/L、磷155mg/L降為1.5mg/L,達到進管網標準,運行費用12元/噸水。
上述實例證明:高頻直流電化學技術,在廢水治理中顯示了巨大的功能,針對重金屬廢水采取高頻電絮凝技術,一次即可達到表三標準,對于各種有機廢水采用一級、多級,或電絮凝和電芬頓混合使用,皆可穩定達標排放。
高頻直流電化學技術的問世,使廢水處理由復雜變為簡單,由不可能變為可能,由不可進生化變為順利進生化,由一級A排放標準提標改造為地表水Ⅲ、Ⅳ類標準成為現實,且占地面積小、投資省、易管理維修、使用壽命長、處理費用低等優勢,在環保治理中將會產生巨大的社會效益、經濟效益和環境效益。
處理工藝:
·當廢水中存在有機物時,在高頻直流電場中,對有機分子直接切割瓦解,使大分子變為小分子、使長鏈分子變為短鏈分子,同時被氧化絮凝下來。
·當廢水中有氨氮時,在高頻直流電場中,首先使氨氮分解,有機氮被氧化成無機氮,生成硝酸鹽和亞硝酸鹽沉淀。
·當廢水中含磷時,在強氧化劑作用下,有機磷變為無機磷,偏磷氧化成正磷沉淀下來。
·當廢水中含有重金屬時,由于強氧化作用在調整PH值后,混合重金屬離子可一并去除,一次處理可達到表三標準。
綜上所述,在高頻直流電場條件下,使廢水中的有機態變為無機態,不僅使COD大大降低,而且使廢水的水解酸化能力大大提高,為生化創造了最佳條件。
該技術的問世,使有機廢水處理由復雜變為簡單、由難處理變為易處理、由不可進生化變為順利進生化、由達標排放不穩定變為穩定達標,且順利提標排放。
撰稿人:高級工程師、發明人:梁鳳鳴,新鄉市天盛環保公司董事長
1963年畢業于華中科技大學,工程物理系核物理專業

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