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污染物外，還含有大量無機鹽，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，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、有機難降解污染物的治理技術(shù)，提高廢水的可生化性，實現(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、有效、無害的特點，表現(xiàn)出較高的有機物去除率，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，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，在處理有機物方面也*，甚至連一些無法生物降解的有毒有機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、處理費用高等缺點限制了電化學(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，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、重金屬等有機污染物及無機物的去除，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，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，同時廢水中的無機鹽離子被氧化成次氯酸鹽，達(dá)到氧化廢水中有機物及脫鹽的目的，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。