废水处理的气浮法和氧化法

气浮法也称浮选法,是在废水中通入大量微细气泡,使其粘附废水中的污染物,造成因粘合体密度小于水、上浮到水面而实现固-液或液-液分离的废水净化过程。气浮法包括布气气浮(IAF)、溶气气浮(DAF)、电解气浮、生物及化学气浮等多种形式,是用于处理含油废水的一种非常有效的方法。

　　气浮法通常作为对含油废水二级生物处理之前的预处理,以保证生物处理进水水质的相对稳定;或者作为二级生物处理后的深度处理,确保排放出水水质符合标准的要求。由于分离效率高,并兼有向水中充氧曝气的作用,特别适用于处理低温、低浊、高藻、高色和受有机物污染的原水。工程应用及研究均表明,除分离污水中密度接近于水的微细悬浮颗粒状态的无机及有机悬浮物外,气浮法对于水中溶解性有机物也有一定的去除效果,还可以有效地用于活性污泥的浓缩。在*、*、*等制药废水处理中,常采用化学气浮法。如*废水经化学气浮处理后,COD去除率可达50%以上,固体悬浮物去除可达70%以上。又如新昌制药厂采用美国麦王CAF涡凹气浮系统对制药废水进行预处理,在适当的药剂配合下,COD的平均去除率可在25%左右。

　　高浓度氨氮(NH3-N)废水由于微生物受到NH3-N的抑制作用,采用传统生化工艺处理效率低,同时氨氮废水多数含盐量大,很难进行生化处理,因而此类废水的去氨脱氮成为生物处理前预处理需要解决的关键问题。废水中的氨氮主要以铵盐和游离氨两种形态存在。吹脱法即是在一定条件下,将铵盐较充分地转化成游离氨,并采用空气迅速将其吹脱去除。如乙胺碘呋酮废水处理的赶氨脱氮法;又如,低温催化氧化-吹脱技术是在复合催化剂催化作用下,将废水中的铵盐zui大限度地转化为游离氨,同时减小废水中氨和其它混合气体中氨的分压,加快游离氨释出的解吸过程和传递速率,再配合设备进行低风压吹脱,使游离氨能够快速与废水分离。

氧化法是以羟基自由基为主要氧化剂，实现有机物的降解过程。利用在光、声、磁等物理过程和化学过程中产生的大量活泼的羟基自由基，因其具有很高的氧化还原电位(E0=+2.80V)，可以将水中有机污染物直接氧化为无毒小分子物质甚至CO2和H2O。氧化法具有以下特点：首先，具有性。氧化过程中产生大量的羟基自由基，其氧化能力仅次于氟(2.87V)。此外，羟基自由基为中间产物，可以诱发后续反应的持续进行;其次，无二次污染。羟基自由基与水中的自由基直接进行反应，氧化为CO2和H2O，不会产生二次污染;再次，适用范围广。羟基自由基的电子亲和力强，可直接将饱和烃中的H直接拖拽出来，使有机物自身得以氧化，实现有机物的降解;zui后具有可控性。AOPs实际是一种物理-化学处理过程，其过程易控制。

　　光化学氧化法是在光的作用下进行化学反应，在紫外光照射下通过强氧化剂O3或H2O2的作用，产生的羟基自由基氧化分解污染物，实现污水处理目的。光催化氧化法是为提高能量利用率，通过加入催化剂来加快反应进行的一种处理方法。目前常用催化剂为TiO2。以H2O2为氧化剂的氧化机理是：1分子的H2O2在紫外光的照射下可以产生2分子的羟基自由基;以O3为氧化剂的氧化机理是：2分子O3在紫外光的照射下与2分子H2O结合生成H2O2，之后进一步反应生成羟基自由基。在医药废水中含有大量高浓度的极性有机物质，而这些物质可以在紫外光的照射下直接或间接被氧化，实现制药废水的处理，这就为光氧化法提供了广阔的平台。使用Au-Pd修饰过后的TiO2纳米管，在经过4h的紫外光照射，活性明显高于裸TiO2纳米管，反应速率常数提高了1.72倍，单位级数能耗也显著降低。此外，在经Au-Pd修饰后，过氧化氢产率也有所改善，提高了1.89倍，说明还原半反应也得到促进。通过自制TiO2/GeO2复合膜光催化氧化反应器，光催化氧化活性蓝燃料废水。反应条件为H2O2为400、光照120min，COD的去除率高达92.5%，有较好地处理效果。不难发现，光催化应用技术凭借自身能耗低、操作方便、无二次污染、反应条件温和等优点发展迅速，被广泛应用于处理难降解物质，如印染废水、无机污染废水、含菌废水、含油废水。但其也有自身的限制因素，如催化剂易失活难回收、光能利用率低等不足。