WSZ-10地埋式污水處理設(shè)備--魯盛環(huán)保

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背景技術(shù)
高濃度、難降解、高鹽廢水主要來源于化肥、化工、煤化工、石油、電力、鋼鐵、食品行業(yè)等循環(huán)水系統(tǒng)排放的高濃度含鹽廢水、地下水經(jīng)反滲透系統(tǒng)排放的廢水，高鹽廢水中除了含有有機(jī)污染物外，還含有大量無機(jī)鹽，主要為Cl-、SO42-、Na+、Ca2+、K+等，這些鹽的存在對常規(guī)的生物處理有明顯的抑制作用。這類高濃度難降解高鹽廢水通常具有濃度高、含鹽多、毒性大、成分雜、難降解等特點(diǎn)，處理難度大、企業(yè)投入高，造成江河水質(zhì)礦化度顯著提高，加速鹽堿化、沙漠化進(jìn)程，給生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響。因此，開展新型高效的高濃度、高鹽、有機(jī)難降解污染物的治理技術(shù)，提高廢水的可生化性，實(shí)現(xiàn)COD處理達(dá)標(biāo)以及濃鹽水中可溶性鹽類物質(zhì)分離，改善水質(zhì)狀況，已然成為社會、公眾和部門高度關(guān)注的問題。
目前，高濃度、難降解、高鹽廢水的處理方法主要有生物法、物理法、物理化學(xué)法及電化學(xué)法。生物處理法具有經(jīng)濟(jì)、有效、無害的特點(diǎn)，表現(xiàn)出較高的有機(jī)物去除率，但當(dāng)廢水的BOD與COD的比值小于0.3，這些可生化性差的難降解廢水采用生物法處理效果欠佳，甚至不能處理。而對于高鹽廢水，采用生物法處理時需要較長的馴化期，且廢水中鹽分越高馴化污泥時間也越長;另外，微生物對環(huán)境的改變敏感，鹽度突變通常會對處理系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾。
利用物理作用或化學(xué)反應(yīng)可有效處理、分離和回收廢水中的污染物。對于高鹽廢水，物理和化學(xué)法在某些應(yīng)用中能夠脫出廢水中的鹽分和有機(jī)物，但一般成本較高，且易造成再生廢水的二次污染。其中，蒸發(fā)法、反滲透過濾法均可實(shí)現(xiàn)廢水中污染物的濃縮和分離，但在工程應(yīng)用中會經(jīng)常出現(xiàn)結(jié)垢問題以及膜污染和報廢現(xiàn)象，造成處理成本的增加。
高級氧化技術(shù)對印染廢水具有處理效果穩(wěn)定、出水水質(zhì)好、可生化性能得到有效提高等優(yōu)點(diǎn)，日益受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，具有廣泛的應(yīng)用前景。目前，常見的高級氧化技術(shù)主要有光催化氧化技術(shù)、Fenton、臭氧催化氧化技術(shù)等。運(yùn)用氧化劑、電、光照、催化劑等在反應(yīng)中產(chǎn)生活性*的羥基自由基，可以與有機(jī)物進(jìn)行加和、取代、電子轉(zhuǎn)移、斷鍵、開環(huán)等作用，可以是廢水中難降解有機(jī)物大分子氧化降解為低毒或無毒的小分子，生成易于生化降解的物質(zhì)，提高廢水的可生化性。雖然電化學(xué)法對于脫鹽具有天然的優(yōu)勢，在處理有機(jī)物方面也*，甚至連一些無法生物降解的有毒有機(jī)物與某些含重金屬污水都可以處理，但是由于現(xiàn)有的電極材料的性能還不能*工藝要求，電極易污染、能耗高、處理費(fèi)用高等缺點(diǎn)限制了電化學(xué)工藝在工業(yè)廢水處理方面的應(yīng)用。
由于“高濃度”、“難降解”、“高鹽度”三大特點(diǎn)，使得此類廢水采用單一的生物法或物化法等傳統(tǒng)的處理技術(shù)已經(jīng)失去可能，探究生物法或物化法等其他方法的組合，充分發(fā)揮各項處理技術(shù)的優(yōu)勢，從而解決此類廢水污染的關(guān)鍵性問題。
針對高濃度、難降解、高鹽廢水，具有濃度高、含鹽多、毒性大、成分雜、難降解、處理難度大，采用單一的生物法或物化法等傳統(tǒng)的處理技術(shù)已經(jīng)失去可能，有必要提出的一種用于高濃度、難降解、高鹽廢水強(qiáng)化治理的光電-臭氧催化氧化方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種難降解、高鹽廢水強(qiáng)化治理的光電-臭氧催化氧化方法，即在光電-臭氧耦合作用下，使光電催化降解反應(yīng)與臭氧催化降解反應(yīng)協(xié)同進(jìn)行，互相促進(jìn)，以提高廢水的降解和脫鹽效果。
一種難降解、高鹽廢水強(qiáng)化治理的光電-臭氧催化氧化方法，包括以下步驟：在盛有1L廢水的光電反應(yīng)器中，加入負(fù)載有1~3 g MnO2-TiO2納米片光電陽極材料，然后使水位浸沒材料上方1-2 cm，打開紫外燈，在臭氧曝氣下發(fā)生光電-臭氧催化氧化反應(yīng)。
在上述方案基礎(chǔ)上，臭氧曝氣時間為20~2h，氧化電壓為10~30V，紫外燈功率為350~500W。

WSZ-10地埋式污水處理設(shè)備利用光電催化降解反應(yīng)與臭氧催化降解反應(yīng)協(xié)同進(jìn)行，互相促進(jìn)，大大提高了廢水的降解和脫鹽效果。利用光電催化氧化技術(shù)的協(xié)同作用可有效促進(jìn)光生電子和空穴分離，同時在臭氧催化氧化技術(shù)的耦合作用下，克服了單一技術(shù)的局限性，充分發(fā)揮光電催化、臭氧催化氧化等作用對高濃度、難降解、含鹽廢水中的CODCr，色度、重金屬等有機(jī)污染物及無機(jī)物的去除，該聯(lián)合技術(shù)處理效率高、投資少，占地面積小，可以有效地減少化工廢水處理成本，而且對其他行業(yè)的工業(yè)廢水普適性強(qiáng)，具有良好的市場應(yīng)用前景。
在上述方案基礎(chǔ)上，所述的MnO2-TiO2納米片光電陽極材料的制備：在磁力攪拌下，先將溶解好的KMnO4和(NH4)2S2O8溶液混合均勻，按照Mn/Ti摩爾比1:(1~3)加入到TiCl4和(NH4)2TiF6的混合溶液中，待充分?jǐn)嚢韬髮⑶膀?qū)體溶液轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，再將預(yù)處理后的載體浸入溶液中，于180℃反應(yīng)12~24h;反應(yīng)結(jié)束后，將所得到的電極浸泡在乙醇中20分鐘后于高溫下煅燒，即可得到MnO2-TiO2納米片光電陽極材料。
所述的TiCl4和(NH4)2TiF6的混合溶液中TiCl4與(NH4)2TiF6摩爾比為1：(0.5~2)。
所述的載體是鈦板或泡沫鎳中的一種。
所述的焙燒溫度為350~600℃，焙燒時間為2h~4h。
本發(fā)明采用原位水熱合成法將具有光催化性能TiO2和臭氧催化氧化作用的MnO2復(fù)合，固定在電極材料上，在光照、外加偏電壓以及臭氧曝氣作用下，利用電解氧化脫鹽及光催化氧化同步耦合，在陽極上產(chǎn)生大量的羥基自由基，同時廢水中的無機(jī)鹽離子被氧化成次氯酸鹽，達(dá)到氧化廢水中有機(jī)物及脫鹽的目的，同時在臭氧協(xié)同作用下，可進(jìn)一步提高對廢水中CODCr的去除率，有效克服了單一技術(shù)的局限性，同時可縮短停留時間，大大降低電耗。
光電-臭氧催化性能評價在光電反應(yīng)器中進(jìn)行，所制備出的MnO2-TiO2納米片為工作電極，Pt為對電極，飽和甘汞電極為參比電極，Na2SO4為電解質(zhì)溶液。在紫外燈光照、臭氧曝氣、施加外電場20V作用下反應(yīng)2h，測定廢水中的COD降解率和脫鹽率。