一、背景描述

廢水名稱：某化工助劑高濃類有機(jī)廢水

技術(shù)路線：光化學(xué)高級(jí)氧化

處理目標(biāo)：車車間生產(chǎn)廢水COD濃度或單一有機(jī)物含量高，雜環(huán)類物質(zhì)高，可生化差，不利于后續(xù)工藝系統(tǒng)運(yùn)行。希望通過(guò)光化學(xué)，將廢水的COD降低50%及以上，去除毒性，提高可生化性可正常進(jìn)入后續(xù)生化工藝，替代原有的濕式氧化工藝。

二、設(shè)計(jì)處理工藝

1. 高級(jí)氧化技術(shù)介紹

典型工業(yè)廢水（如醫(yī)藥、化工、印染等）常具有有機(jī)物含量高、成分復(fù)雜，鹽含量高、可生化性差等特點(diǎn)，因此常規(guī)的生化工藝很難對(duì)其中的有機(jī)物進(jìn)行有效處理。高級(jí)氧化技術(shù)是在臭氧、紫外等單一氧化法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型化學(xué)氧化技術(shù)，其作用機(jī)理是利用原位產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性自由基或活性基團(tuán)，如最常見(jiàn)的羥基自由基（·OH），與有機(jī)物發(fā)生化學(xué)氧化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)其斷鍵或降解，可將其直接礦化、或氧化提高廢水的可生化性，反應(yīng)原理如圖1所示。

高級(jí)氧化技術(shù)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的處理廢水中難降解有機(jī)污染物的新技術(shù)。根據(jù)所用氧化劑及催化條件的不同，常見(jiàn)的高級(jí)氧化技術(shù)通常有以下幾類：Fenton氧化、紫外光化學(xué)、催化臭氧氧化、濕式氧化、超臨界水氧化、電化學(xué)氧化等。由于高級(jí)氧化技術(shù)具有反應(yīng)快速、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，因此引起世界各國(guó)廣大專家、學(xué)者及工程設(shè)備研究人員的重視，并相繼開(kāi)發(fā)了多種處理工藝和設(shè)備，使高級(jí)氧化系統(tǒng)展現(xiàn)出一定的生命力和競(jìng)爭(zhēng)力。

圖1高級(jí)氧化技術(shù)原理示意圖

2. 光化學(xué)氧化技術(shù)

（1）技術(shù)介紹

在紫外線激發(fā)下，H₂O₂可產(chǎn)生具有很強(qiáng)氧化性的羥基自由基，可將有機(jī)污染物最終礦化為CO₂和H₂O，其中間產(chǎn)物具有較多含氧官能團(tuán)，可有效提高廢水的可生化性。

（2）UV/ H₂O₂基本原理：

本方案采用UV/ H₂O₂高級(jí)氧化工藝，反應(yīng)效率較高，無(wú)副產(chǎn)物（如污泥等）產(chǎn)生，減少了二次處理的費(fèi)用；高級(jí)氧化系統(tǒng)占地面積小，減小了土建投資費(fèi)用；UV光化學(xué)系統(tǒng)及催化劑投加系統(tǒng)均可根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，一定程度上降低了設(shè)備的運(yùn)行成本。

三、項(xiàng)目數(shù)據(jù)

4.1試驗(yàn)效果

1#廢水試驗(yàn)效果：根據(jù)COD目標(biāo)去除率≥50%，整理后數(shù)據(jù)詳見(jiàn)下表、圖：

從上述圖表可以看出，我司光化學(xué)高級(jí)氧化設(shè)備連續(xù)處理3批次試驗(yàn)，結(jié)果均能穩(wěn)定達(dá)到目標(biāo)去除率≥50%的要求。因來(lái)水COD有所波動(dòng)，達(dá)標(biāo)所需的停留時(shí)間、雙氧水消耗（mg/L），COD去除量（mg/L）比值也會(huì)有所不同。

從反應(yīng)時(shí)間來(lái)看，前期開(kāi)啟兩支燈運(yùn)行時(shí)，1#水的平均運(yùn)行時(shí)間為7.37小時(shí)。由于前期水樣COD波動(dòng)較大，且普遍濃度較高，剔除高濃度的批次，取與復(fù)測(cè)的3批水樣COD接近的批次對(duì)比，發(fā)現(xiàn)處理時(shí)間也在4-6小時(shí)。因此，復(fù)測(cè)中試實(shí)驗(yàn)表明，4支燈穩(wěn)定運(yùn)行處理1#水樣時(shí)，相比2支燈的系統(tǒng)總運(yùn)行時(shí)間能縮短50%以上。

4.2運(yùn)行成本

1#廢水運(yùn)行成本

四、結(jié)論

采用光化學(xué)高級(jí)氧化裝置對(duì)廢水進(jìn)行連續(xù)3批次處理，可以穩(wěn)定達(dá)到COD去除率≥50%的要求目標(biāo)，噸水平均費(fèi)用為85.07元/噸，平均處理時(shí)長(zhǎng)為1.83小時(shí)，雙氧水消耗（mg/L）：COD去除量（mg/L）范圍為0.87-1.04，均值為0.95。對(duì)比原濕式氧化噸水成本約160-200元/噸，采用光化學(xué)高級(jí)氧化處理該類廢水運(yùn)行成本可減少50%以上。