高效電催氧化工業(yè)廢水預處理和深度處理技術(shù)
廢水生物處理方法以其經(jīng)濟性和較高的處理效率已經(jīng)得到了廣泛的應用，是目前污（廢）水處理的主要技術(shù)手段。隨著化工、制藥、農(nóng)藥、印染、造紙等重污染工業(yè)的發(fā)展，大量高濃度、有毒有害、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、難降解有機污染物排入環(huán)境，這其中大部分是“三致”(致癌、致畸、致突變)物質(zhì)和持久性有機污染物(POPs)，已成為我國生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化和人類健康危害的最重要原因。
目前，含有毒有機污染物的工業(yè)廢水對環(huán)境水體的污染及健康風險越來越引起國家重視，這類廢水往往有機物濃度高、水量大、毒性強、直接采用傳統(tǒng)的生物方法進行處理，達標處理難度很大。例如，中煤黑龍江煤炭化工(集團)有限公司的煤化工項目在“八五”期間被列為國家重點工程，但由于煤氣產(chǎn)量逐年增加，且廢水成分十分復雜，原有生化廢水處理不能實現(xiàn)達標排放。自1998年以來，該公司已累計投資4721.5萬元，共進行了28項技術(shù)改造，但廢水仍不能達標排放。更為重要的是，未達標排放的廢水直接排入松花江，對中俄界河造成影響，這一問題已成為中俄環(huán)境外交爭端的焦點之一。
為此，2006年9月1日國家環(huán)保總局針對該公司煤化工廢水污染松花江的問題下發(fā)了督辦通報，提出了限產(chǎn)減排及限期治理整改達標的要求。本項目正是以解決類似有毒有機工業(yè)廢水的處理為目標而開展的，項目的實施可為此類廢水的達標處理提供技術(shù)保障。
有毒有機工業(yè)廢水中的污染物主要包括芳烴、芳香族化合物、鹵代芳香族化合物、雜環(huán)化合物和氰類等，均難以直接進行生物降解。提高此類工業(yè)廢水的可生化性，以及生物處理效率是保證此類廢水達標處理的前提。同時，對于已建成項目，對生物工藝出水進行深度處理也是保證此類廢水達標處理的技術(shù)方法。在提高工業(yè)廢水的可生化性和深度處理技術(shù)方面，高級氧化技術(shù)由于其較強的有機物分解轉(zhuǎn)化能力而一直是有毒物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化的主要技術(shù)手段而受到重視，也是環(huán)境科學與工程領(lǐng)域的研究熱點之一，其中電催化氧化技術(shù)即是其中的一種。與其他高級氧化技術(shù)相比，電催化氧化技術(shù)能夠在常溫常壓下通過改變固液界面特性而有效控制電催化反應的方向和速率，且無任何二次污染。該技術(shù)能夠產(chǎn)生強氧化性的羥基自由基，可無選擇的與廢水中有毒有機污染物反應，打破其分子結(jié)構(gòu)，使其徹底氧化為CO2和水，或者通過破壞污染物分子結(jié)構(gòu)提高其可生化性。
哈工大博實環(huán)境公司的技術(shù)團隊針對上述問題進行了十余年的科技攻關(guān)，研發(fā)了高效電催化氧化工業(yè)廢水預處理和深度處理技術(shù)，解決了有毒有機工業(yè)廢水的處理問題。通過納米梯度膜制備、氧傳輸阻斷、稀土元素摻雜、Sb穩(wěn)定化等一系列技術(shù)，不但大幅度提高了電極的電催化性能，而且大大延長了電極壽命，完全能夠滿足商業(yè)化應用的需要。通過軟件模擬和實驗驗證等方法，設(shè)計并加工出了多套傳質(zhì)效率高、處理效率高、場分布均勻的高效電化學反應器。
技術(shù)應用：
該技術(shù)適用于化工、制藥、農(nóng)藥、印染、造紙等重污染工業(yè)的廢水深度處理，具有廣闊的市場應用前景。目前，已在多家制藥、印染、造紙企業(yè)的廢水處理廠進行了中試實驗，取得了很好的處理效果。
1、黑龍江某制藥廠廢水處理站二沉池出水深度處理（制藥廢水）
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COD(mg/L) |
色度(倍) |
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原有生物工藝出水 |
365（未達標） |
350（未達標） |
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排放標準 |
120 |
70 |
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電催化氧化深度處理出水 |
115（達標） |
50（達標） |
所取水樣為某制藥廠廢水處理站生物工藝二沉池出水，廢水水量為1.3萬噸/天，廢水COD為365mg/L，色度為350，電導率為4.28ms/cm。根據(jù)制藥廢水排放標準，要求外排廢水COD<120mg/L，色度<70。以我公司技術(shù)團隊開發(fā)的SnO2納米涂層電催化電極為陽極，不銹鋼電極為陰極，采用三維折流式電化學水處理設(shè)備對制藥廢水進行深度處理，停留時間為35min，COD小于115mg/L，色度小于50，達到排放標準要求，噸水處理電耗為1.92KWh/t。
2、內(nèi)蒙古某制藥廠廢水處理站二沉池出水深度處理（制藥廢水）
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COD(mg/L) |
色度(倍) |
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原有生物工藝出水 |
100（未達標） |
120（未達標） |
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排放標準 |
50 |
30 |
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電催化氧化深度處理出水 |
45（達標） |
25（達標） |
所取水樣為某制藥廠廢水處理站生物工藝二沉池出水，廢水水量為0.6萬噸/天，廢水COD為100 mg/L，色度為120，電導率為3.5ms/cm。根據(jù)制藥廢水排放標準，要求外排廢水COD<50 mg/L，色度<30。以我公司技術(shù)團隊開發(fā)的SnO2納米涂層電催化電極為陽極，不銹鋼電極為陰極，采用二維折流式電化學水處理設(shè)備對制藥廢水進行深度處理，停留時間為30min，COD小于45mg/L，色度小于25，達到排放標準要求，噸水處理電耗為3.5KWh/t。