今天為廣大朋友介紹的是—焦化廢水污染控制新原理與應(yīng)用
(1)化學(xué)轉(zhuǎn)化：由于煤化工焦化廢水的復(fù)雜性，處理工藝的選擇與耦合路線必須立足于對不同水質(zhì)的分析與判斷.針對生物過程難降解的典型污染物需要考慮化學(xué)的轉(zhuǎn)化工藝.以惰性有機物分子結(jié)構(gòu)能級計算分析的結(jié)果作為依據(jù)，研究分子結(jié)構(gòu)響應(yīng)的氧化與還原技術(shù)，建立梯級反應(yīng)篩選有效的化學(xué)過程.從已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的廢水中典型污染物的分子結(jié)構(gòu)判斷，若干高級氧化過程對污染物的降解或分解在熱力學(xué)上是可行的，問題在于實際生物處理之后的尾水中殘存的典型污染物劑量低，如芴、菲、蒽、腈、氯苯、氯酚與苯并芘等以ng·L-1級的含量存在，造成許多化學(xué)過程在動力學(xué)方面失去優(yōu)勢.因此，針對實際廢水處理過程中低劑量典型污染物化學(xué)轉(zhuǎn)化的過程，關(guān)鍵問題是在尋求熱力學(xué)可行性前提下的高效動力學(xué)過程的探索.根據(jù)這樣的觀點，面向大量廢水中低濃度典型污染物的選擇性分離成為首要.基于典型污染物親脂憎水的特點，分子篩或活性炭纖維(ACF)經(jīng)疏水改性后，利用納米尺度效應(yīng)與增溶效應(yīng)對二噁英和多環(huán)芳烴類物質(zhì)進行超常吸附，分離富集典型污染物，為這部分污染物的化學(xué)反應(yīng)提供了動力學(xué)方面的可行性。
分離、還原或氧化的協(xié)同作用成為煤化工焦化廢水中低劑量典型污染物轉(zhuǎn)化的重要研究思路.針對經(jīng)生物處理的煤化工焦化廢水中的典型污染物，因為濃度低而不能實現(xiàn)有效的化學(xué)反應(yīng)，所以使其從廢水本底中分離并富集于某個固定相中非常重要，此時，吸附技術(shù)成為首.部分工作證明了活性炭及仿生吸附劑能夠有效分離廢水中低劑量組分的有機氯化物，富集倍數(shù)超過1000倍.由于吸附作用的非選擇性，為了提高基于目標污染物的有效分離，功能吸附材料的開發(fā)與分子印跡技術(shù)的應(yīng)用可以實現(xiàn)靶向目標.超臨界流體具有非常優(yōu)越的理化性質(zhì)，超臨界流體技術(shù)已廣泛應(yīng)用于化學(xué)分離、合成反應(yīng)及廢水處理領(lǐng)域.在超臨界狀態(tài)下，水是一種良好的反應(yīng)介質(zhì).它的臨界點為374.2℃，22.1MPa，這時水具有非常獨特的性質(zhì):擴散系數(shù)高，傳質(zhì)速率快;粘度低，混合性能好.超臨界水介電系數(shù)低，能與有機物及氣相如氧氣等氣體組分完全互溶，使化學(xué)反應(yīng)在同一均相體系下進行，從而反應(yīng)過程傳質(zhì)阻力小，使部分難以在常規(guī)溶劑條件下進行的反應(yīng)得以實現(xiàn).持久性污染物(POPs)的超臨界水氧化是比較具發(fā)展前途的環(huán)境技術(shù)之一.已有研究表明，金屬還原能有效處理鹵代物，Yak等的研究顯示運用金屬還原在523K、10MPa下經(jīng)過1—8h的處理，Aroclor1260中高氯多氯聯(lián)苯(PCBs)全部被還原成低氯PCBs同類物，進一步處理則低氯PCBs同類物基本全部脫氯.研究發(fā)現(xiàn)，以金屬氧化物ZrO2負載金屬能有效加快反應(yīng)速度，提高還原效率.超臨界氧化對某些化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的化合物，所需要的反應(yīng)時間依然較長(數(shù)小時)，為了加快反應(yīng)速率、縮短反應(yīng)時間、降低反應(yīng)溫度，使超臨界氧化能充分地發(fā)揮出自身的優(yōu)勢，有必要尋求恰當(dāng)?shù)拇呋瘎﹣硖岣叻磻?yīng)效率。
(2)電化學(xué)技術(shù)
電化學(xué)強化好氧-厭氧耦合處理廢水是在好氧-水解基礎(chǔ)上利用電化學(xué)手段促進廢水組分的降解，包括電化學(xué)強化好氧以及電化學(xué)強化厭氧兩個過程，這兩個過程有機地聯(lián)系在一起，利用電化學(xué)微生物反應(yīng)器平臺，使好氧反應(yīng)以及厭氧反應(yīng)分別在陽極池以及陰極池內(nèi)進行.陽極電壓促使水電解產(chǎn)生氧氣(H2O→1/2O2+2e-+2H+)，在陽極池內(nèi)以氧氣作為電子受體，廢水中的有機質(zhì)作為電子供體在好氧細菌的作用下礦化成CO2以及其它小分子.另外，施加的陽極電壓還可以作為微生物的能量來源，通過控制電壓大小促進微生物生長代謝.因此，可通過微生物-電化學(xué)協(xié)同作用促使污染物氧化降解.電化學(xué)-水解協(xié)同過程包括3個方面:，能夠?qū)⒂袡C酸還原生成氫氣(RCOOH+e-→RCOO-+1/2H2)，起到調(diào)節(jié)溶液pH的作用;第二，一些具備氧化活性的有機物如鹵代烴難以被微生物水解，但能夠在陰極直接還原脫鹵，脫鹵后的產(chǎn)物易在水解菌作用下降解;第三，陰極電壓亦可作為水解菌的能量來源，不同的施加電壓表示供應(yīng)給細菌生長的熱力學(xué)能量的不同，細菌需改變自身呼吸途徑，以比較大化利用外加能量.電化學(xué)協(xié)同的好氧-水解過程輔以固定化功能性微生物轉(zhuǎn)變分子結(jié)構(gòu)，通過實驗室培養(yǎng)及分子手段研究不同條件反應(yīng)器載體顆粒的生物多樣性，遴選出優(yōu)勢菌株，再通過質(zhì)粒工程技術(shù)，把已知的具有降解功能的基因片段結(jié)合到優(yōu)勢菌的細胞內(nèi)，使其同時具備耐受及降解高毒有機物的功能，提高系統(tǒng)對目標污染物的針對性與有效性。
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