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摘要:近年来,随着工业发展速度的加快和城市规模的扩大,工业生产和人们生活产生的废水量也在不断增加,如果任其长期发展下去,终有一天,人们会面临水资源严重短缺的情况。为了实现水资源的可持续利用,处理好社会发展与生态环境、自然资源的关系,加快和谐社会的建设进程,绿色水处理技术的研究和应用是十分必要的。笔者结合多年的工作经验,对绿色水处理技术进行研究,希望对推动其应用和发展有所帮助。
关键词:绿色;水处理技术;研究;应用进展
经过较长一段时期的发展,国内外已经在绿色水处理技术方面取得了一些显著成果,主要有高级氧化技术、超临界水氧化技术、电催化氧化技术、超声波降解技术以及膜分离技术、绿色絮凝技术等。
一、高级氧化技术
高级氧化技术主要包括固相催化剂法、、03/H202法O /UV法、H202/Fe2+法、H202/UV法等 。高级氧化技术的化学原理是反应中可以产生氧化能力非常强的·OH,·OH能够无选择性与有机污染物进行氧化反应,直至使之完全氧化为CO2和H20。高级氧化技术具有经济指标先进、无毒、无污染的突出优点,是典型的绿色水处理技术,其中光催化氧化技术被认为是最为经济的做法而成为研究的热点。
光催化氧化技术是在光化学氧化技术的基础上进一步发展而来的,并对它做出了很多的调整和改善。光化学氧化技术是在催化剂或可见光及紫外线的作用下,实现对水中污染物降解的反应过程。光催化氧化反应可以分为非均相和均相两种类型,二者的反应过程和特点都有比较明显的差异,适用的条件也不尽相同,在实际的处理工作中,要根据污水的实际情况,选择比较适应的氧化技术。
二、超临界水氧化技术
超临界水指的是在压力和温度都分别超过临界压力22MPa和临界温度374°c时,处于临界状态的水。超临界水对氧气和有机物来说都是比较好的溶剂,对有机物上文氧化可以在富氧的均一相中进行,反应的进程不会因为相间的转换而受到限制。超临界水氧化技术在处理有毒有害、污染物难降解的有机废水十分有效,氧化比较彻底并且不需要后续进行处理,整个氧化过程都是在封闭状态下进行的。超临界水氧化法具有停留时间较短、去除污染物的效率高、不需要添加额外的催化剂、清洁、广谱等一系列的突出优点,可以应用于医药、食品、军事工业、核工业废水和化工废水以及城市污水的处理工作中。
三、电催化氧化技术
电催化氧化法利用的是污水在电解的过程中产生的·OH,·OH主要是在电极材料的催化作用下产生的,能够使有机污染物完全氧化成为CO2和H2O.电催化氧化法的处理速度快,并且效果也很好,除此之外,它还具有实施过程无污染,不产生毒害中间产物,后期处理工作简单,占地面积小等优点。从我国的目前情况来看,电催化氧化技术在含醛、酚、烃、醚、醇和燃料等有机污染物废水的处理中逐渐得到应用和推广,但是还存在电极寿命不长,耗能量比较大,实用化的电极材料不多等现实问题。在实际的应用过程中,需要解决有效抑制析氢析氧等副反应,提高电流的效率,对电源和填料的方式进行调整和改进。
四、超声波降解技术
超声波降解技术的反应原理是:在超声波以一定的强度和频率作用于液相反应系统时,液体的密度会降到足以使液体介质中产生大量的瞬间生成又瞬间崩溃的微小气泡,从而将声场的能量集中在一起。在压缩的过程中,已经生成的微小空化泡被大大压缩,直至发生崩溃,在极小的空间内将所有能量都释放出来,进而产生瞬间的局部高压(50.7MPa)和局部高温(5000K),这就是通常所说的“热点”、空化过程中伴随着的高温可以导致自由基·OH、HO2·、H·、H202和超临界水的形成以及声致发光现象,高压将在液体中产生强大的冲击波(均相)或高速(>110m/s)射流(非均相),这样一来就可以大大加速与促进氧化还原分解反应,特别是非均相反应的进行,使一些需要在较高温度与压力等条件下的反应可在常态下顺利进行 。
超声波降解技术具有污染较少,甚至没有任何污染、设备简单等优点,降解的过程中还能对污水进行杀菌和消毒,是一种潜力比较大的水处理新技术。但是,由于超声波降解技术存在耗能量较大和能量转化效率低下等问题,在水处理的实际情况中还未得到大规模的推广和使用。
五、膜分离技术
膜分离技术是一种新兴的高效分离技术,它具有分离的系数比较大、能在常温状态下进行、物质不发生相变、适用的范围广泛、装置简单、操作方便等特点。膜分离技术在对废水进行处理的过程中可以实现水的闭路循环,是可持续发展绿色理念的重大体现,在水处理技术涉及的领域范围内得到广泛的应用。
膜分离技术在环境保护的各个领域都开始广泛应用,已经应用于电厂循环冷却水、锅炉脱盐水、含油废水、高浓度生活污水、饮用水的深度等处理的过程中。但是,膜分离技术对水质的要求比较高,滤膜需要定期进行清洗和更换,存在运转费用和经常费用较高等问题。
六、绿色絮凝技术
微生物絮凝剂具有明显的生物降解性,可以防止对污水造成二次污染,是绿色环保的降解技术。除此之外,与有机高分子絮凝剂和无机盐类相比,微生物絮凝剂絮凝范围广泛,脱色效果更加突出。经过很长一段时期的研究,发现的具有絮凝作用的微生物已经超过17种之多,包括放线菌、霉菌、酵母菌和细菌等常见的菌类,它们都比较容易得到,用起来也很方便。
结语:综合上文关于绿色水处理技术的研究,我们要清醒的认识到绿色水处理技术的产生和应用是时代发展的必然趋势,是节约水资源,实现水资源循环利用的重要手段和方法。我国的绿色水处理技术自诞生以来,就有着旺盛的生命力,并且在应用的过程中取得了显著成效,在以后的发展阶段,我们更要加大对绿色水处理技术的资金和科技投入力度,促进水处理技术的完善和更新。
参考文献:
[1]吕涛;吴树彪;刘文昊;陈理;董仁杰.硝基苯废水处理技术的研究与应用进展[J].环境工程.2013(08)
[2]于瑞香;杨光辉.绿色水处理化学品的研究进展[J].广东化工.2011(06)
[3]孙晓明;乔琦;刘景洋.绿色技术在水处理中的应用[中国会议].2012中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷).2012(06)
关键词:绿色;水处理技术;研究;应用进展
经过较长一段时期的发展,国内外已经在绿色水处理技术方面取得了一些显著成果,主要有高级氧化技术、超临界水氧化技术、电催化氧化技术、超声波降解技术以及膜分离技术、绿色絮凝技术等。
一、高级氧化技术
高级氧化技术主要包括固相催化剂法、、03/H202法O /UV法、H202/Fe2+法、H202/UV法等 。高级氧化技术的化学原理是反应中可以产生氧化能力非常强的·OH,·OH能够无选择性与有机污染物进行氧化反应,直至使之完全氧化为CO2和H20。高级氧化技术具有经济指标先进、无毒、无污染的突出优点,是典型的绿色水处理技术,其中光催化氧化技术被认为是最为经济的做法而成为研究的热点。
光催化氧化技术是在光化学氧化技术的基础上进一步发展而来的,并对它做出了很多的调整和改善。光化学氧化技术是在催化剂或可见光及紫外线的作用下,实现对水中污染物降解的反应过程。光催化氧化反应可以分为非均相和均相两种类型,二者的反应过程和特点都有比较明显的差异,适用的条件也不尽相同,在实际的处理工作中,要根据污水的实际情况,选择比较适应的氧化技术。
二、超临界水氧化技术
超临界水指的是在压力和温度都分别超过临界压力22MPa和临界温度374°c时,处于临界状态的水。超临界水对氧气和有机物来说都是比较好的溶剂,对有机物上文氧化可以在富氧的均一相中进行,反应的进程不会因为相间的转换而受到限制。超临界水氧化技术在处理有毒有害、污染物难降解的有机废水十分有效,氧化比较彻底并且不需要后续进行处理,整个氧化过程都是在封闭状态下进行的。超临界水氧化法具有停留时间较短、去除污染物的效率高、不需要添加额外的催化剂、清洁、广谱等一系列的突出优点,可以应用于医药、食品、军事工业、核工业废水和化工废水以及城市污水的处理工作中。
三、电催化氧化技术
电催化氧化法利用的是污水在电解的过程中产生的·OH,·OH主要是在电极材料的催化作用下产生的,能够使有机污染物完全氧化成为CO2和H2O.电催化氧化法的处理速度快,并且效果也很好,除此之外,它还具有实施过程无污染,不产生毒害中间产物,后期处理工作简单,占地面积小等优点。从我国的目前情况来看,电催化氧化技术在含醛、酚、烃、醚、醇和燃料等有机污染物废水的处理中逐渐得到应用和推广,但是还存在电极寿命不长,耗能量比较大,实用化的电极材料不多等现实问题。在实际的应用过程中,需要解决有效抑制析氢析氧等副反应,提高电流的效率,对电源和填料的方式进行调整和改进。
四、超声波降解技术
超声波降解技术的反应原理是:在超声波以一定的强度和频率作用于液相反应系统时,液体的密度会降到足以使液体介质中产生大量的瞬间生成又瞬间崩溃的微小气泡,从而将声场的能量集中在一起。在压缩的过程中,已经生成的微小空化泡被大大压缩,直至发生崩溃,在极小的空间内将所有能量都释放出来,进而产生瞬间的局部高压(50.7MPa)和局部高温(5000K),这就是通常所说的“热点”、空化过程中伴随着的高温可以导致自由基·OH、HO2·、H·、H202和超临界水的形成以及声致发光现象,高压将在液体中产生强大的冲击波(均相)或高速(>110m/s)射流(非均相),这样一来就可以大大加速与促进氧化还原分解反应,特别是非均相反应的进行,使一些需要在较高温度与压力等条件下的反应可在常态下顺利进行 。
超声波降解技术具有污染较少,甚至没有任何污染、设备简单等优点,降解的过程中还能对污水进行杀菌和消毒,是一种潜力比较大的水处理新技术。但是,由于超声波降解技术存在耗能量较大和能量转化效率低下等问题,在水处理的实际情况中还未得到大规模的推广和使用。
五、膜分离技术
膜分离技术是一种新兴的高效分离技术,它具有分离的系数比较大、能在常温状态下进行、物质不发生相变、适用的范围广泛、装置简单、操作方便等特点。膜分离技术在对废水进行处理的过程中可以实现水的闭路循环,是可持续发展绿色理念的重大体现,在水处理技术涉及的领域范围内得到广泛的应用。
膜分离技术在环境保护的各个领域都开始广泛应用,已经应用于电厂循环冷却水、锅炉脱盐水、含油废水、高浓度生活污水、饮用水的深度等处理的过程中。但是,膜分离技术对水质的要求比较高,滤膜需要定期进行清洗和更换,存在运转费用和经常费用较高等问题。
六、绿色絮凝技术
微生物絮凝剂具有明显的生物降解性,可以防止对污水造成二次污染,是绿色环保的降解技术。除此之外,与有机高分子絮凝剂和无机盐类相比,微生物絮凝剂絮凝范围广泛,脱色效果更加突出。经过很长一段时期的研究,发现的具有絮凝作用的微生物已经超过17种之多,包括放线菌、霉菌、酵母菌和细菌等常见的菌类,它们都比较容易得到,用起来也很方便。
结语:综合上文关于绿色水处理技术的研究,我们要清醒的认识到绿色水处理技术的产生和应用是时代发展的必然趋势,是节约水资源,实现水资源循环利用的重要手段和方法。我国的绿色水处理技术自诞生以来,就有着旺盛的生命力,并且在应用的过程中取得了显著成效,在以后的发展阶段,我们更要加大对绿色水处理技术的资金和科技投入力度,促进水处理技术的完善和更新。
参考文献:
[1]吕涛;吴树彪;刘文昊;陈理;董仁杰.硝基苯废水处理技术的研究与应用进展[J].环境工程.2013(08)
[2]于瑞香;杨光辉.绿色水处理化学品的研究进展[J].广东化工.2011(06)
[3]孙晓明;乔琦;刘景洋.绿色技术在水处理中的应用[中国会议].2012中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷).2012(06)