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UED技術(shù)在鋼廠廢水處理中的應(yīng)用
一、鋼廠廢水來源
鋼廠工業(yè)是我國水污染物排放重點(diǎn)行業(yè)，鋼廠廢水的來源分為生產(chǎn)工藝廢水和冷卻水兩個方面。
其中生產(chǎn)工藝廢水包含：煉鐵車間廢水、軋鋼車間廢水；
冷卻廢水包含：間接冷卻水、直接冷卻水；各類廢水的來源與水質(zhì)特征如下表所示。
鋼廠工業(yè)廢水分類表
二、鋼廠廢水特點(diǎn)
2.1、主要污染物種類
重金屬離子：鋼廠廢水中含有大量的重金屬離子，如鐵、鋅、鉻、鎳、鉛等。這些重金屬離子對人體健康和環(huán)境具有一定的危害性。
油脂和乳化液：廢水中常含有油脂和乳化液，這些物質(zhì)難以自然降解，會給廢水處理帶來較大難度。
酸堿廢水：鋼鐵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水往往呈酸性或堿性，pH值不穩(wěn)定，需要進(jìn)行中和處理。
有機(jī)污染物：鋼鐵生產(chǎn)中使用的潤滑油、冷卻液和清洗劑等會產(chǎn)生有機(jī)廢水，這些有機(jī)物在水體中難以降解，會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。
2.2、污染物特點(diǎn)：
成分復(fù)雜：鋼廠廢水中不僅含有上述污染物，還包含其他復(fù)雜的化學(xué)物質(zhì)和雜質(zhì)，如懸浮物、機(jī)械雜質(zhì)等。
濃度高：廢水中污染物的濃度往往較高，如含油廢水中的油脂濃度高、乳化濃度高，給處理帶來挑戰(zhàn)。
毒性大：部分重金屬離子和有機(jī)污染物具有較大的毒性，如六價鉻等重金屬離子對環(huán)境和生物體具有嚴(yán)重的危害。
處理難度大：由于廢水成分復(fù)雜、濃度高、毒性大，傳統(tǒng)的廢水處理方法往往難以有效去除其中的污染物，需要采用先進(jìn)的處理技術(shù)。
回收利用價值高：盡管鋼廠廢水含有大量污染物，但同時也含有豐富的熱能和水資源，具有很高的回收利用價值。通過合理的處理和回收系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)廢水的減量化、資源化和無害化。
三、鋼廠廢水常用處理工藝
鋼廠廢水常用處理工藝主要可以歸納為以下幾種：：物化處理、化學(xué)處理、生化處理以及多種方法的組合處理等。
物化法主要有初沉池、化學(xué)沉淀法、堿沉淀、酸沉淀、混凝+氣浮法、吸附法等方法，在不同的工藝階段處理掉不同的污染物。
化學(xué)處理主要有氧化還原法、臭氧氧化法和Fenton試劑法。
生化處理主要有活性污泥法、生物膜法、固定化床法等。
深度處理工藝主要有反滲透系統(tǒng)等傳統(tǒng)膜法等。
上述單一處理方法效果不理想，出水水質(zhì)不穩(wěn)定，通常采用多種工藝聯(lián)合處理，才能保證穩(wěn)定的處理效果，同時產(chǎn)生大量的污泥、氣體、廢棄物。
四、UED設(shè)備
1、UED設(shè)備簡介
UED(Ultimate Electrocatalytic Decomposer)是目前已知最先進(jìn)、處理能力最強(qiáng)的清潔環(huán)保氧化技術(shù)，它采用FCD電極(功能導(dǎo)電金剛廠)為陽極，在接通低壓電(<12V)情況下，可瞬間產(chǎn)生大量強(qiáng)氧化性物質(zhì)如羥基自由基(OH·)等，將各類復(fù)雜的有機(jī)分子快速分解并最終轉(zhuǎn)化為無害的CO2和H2O，其反應(yīng)速率較常規(guī)高級氧化技術(shù)(AOPs)提高3-5倍，且對有機(jī)分子的分解更為徹底，是去除高難廢水中COD、TOC、氨氮等指標(biāo)的最佳工藝選擇。
2、反應(yīng)機(jī)理
UED電催化氧化技術(shù)降解有機(jī)物的途徑包括直接氧化和間接氧化。直接氧化是通過有機(jī)污染物吸附在陽極表面以電子轉(zhuǎn)移形式實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的氧化去除，有機(jī)物可直接轉(zhuǎn)變成CO2和H2O。間接氧化是通過在陽極表面間接產(chǎn)生自由基等活性中間產(chǎn)物或高氧化性的高價態(tài)金屬氧化物來實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物的氧化去除。
反應(yīng)機(jī)理：
H?O → ·OH + e- + H+
2·OH→ H?O?
降解污染物方式：
(1) 直接氧化：污染物在電極表面直接被氧化。
(2) 間接氧化：通過電化學(xué)反應(yīng)生成具有強(qiáng)氧化性的中間產(chǎn)物，來間接氧化降解污染物。
機(jī)理示意圖
3、設(shè)備優(yōu)勢
(1) 廣譜：普遍適用于各行業(yè)高難度廢水處理，且能耐受極端的原水條件(如高鹽、高生物毒性、高濃度)。
(2) 高效：超強(qiáng)的催化氧化分解能力，極短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)有機(jī)分子的破環(huán)、斷鏈反應(yīng)。
(3) 靈活：源頭處理、預(yù)處理、達(dá)標(biāo)保障，可與常規(guī)工藝無縫銜接。
(4) 清潔：只需用電，無二次污染，常溫常壓運(yùn)行。
(5) 便捷：標(biāo)準(zhǔn)模塊裝備，無需土建及其他構(gòu)筑物，生產(chǎn)、安裝、維護(hù)極度便捷。
4、UED設(shè)備對鋼廠廢水的處理效果
采用UED設(shè)備對鋼廠企業(yè)的煉鋼車間廢水進(jìn)行了處理，結(jié)果如下表所示。
表1 某煉鋼廠廢水處理效果表
該煉鋼廢水中主要含COD、高色度等有機(jī)溶劑，水量約100m3/d，廢水降解難度大。原處理工藝包括了臭氧、芬頓、生化等，但難以達(dá)標(biāo)。如表1所示，經(jīng)UED設(shè)備處理，反應(yīng)時間不到2h，原水COD由1500mg/L降低至300mg/L以下，達(dá)標(biāo)后排入工業(yè)園區(qū)污水系統(tǒng)。
表2 某鋼廠生產(chǎn)工藝廢水處理效果表
表2為某鋼廠產(chǎn)生工藝過程中產(chǎn)生的含酚、氰和氨廢水。處理量200m3/d，原水COD濃度很高，且可生化性極差，采用UED設(shè)備進(jìn)行處理，反應(yīng)32小時后達(dá)到500mg/L以下水平，表明該設(shè)備對高COD、含酚、氰和氨廢水具有良好的去除能力。
掃碼關(guān)注
