【導(dǎo)讀】SAFS實(shí)現(xiàn)超過(guò)95%的TOC去除率，平均為%的SS. 去除效率，氨氮去除率100%，即使在受到?jīng)_擊載荷。更敏感，這是歸因于硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)緩慢，這是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的空間差與基板。論怎樣表現(xiàn)出在短期和長(zhǎng)期的沖擊加載條件下正常運(yùn)行。器的反應(yīng)不同，迅速應(yīng)對(duì)沖擊，但不穩(wěn)定。長(zhǎng)期的有機(jī)負(fù)荷沖擊造成了更大的干。擾，直到有足夠的量增長(zhǎng)到補(bǔ)償，這表明傳質(zhì)比生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)不重要。型的處理中的應(yīng)用。相比傳統(tǒng)的單位，固定膜生物反應(yīng)器進(jìn)行較高的有機(jī)負(fù)荷率。的突然變化，或產(chǎn)生有機(jī)負(fù)荷沖擊，能夠最終不穩(wěn)定的處理性能系統(tǒng)。的程度取決于微生物的持續(xù)時(shí)間和沖擊和適應(yīng)性的速率。為一個(gè)長(zhǎng)期的在反轉(zhuǎn)回原始的數(shù)天到數(shù)周的變化操作條件。時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)與生物質(zhì)的濃度成正比，即高濃度生物量。在反應(yīng)器的設(shè)計(jì)，增加其穩(wěn)定性。兩個(gè)相同規(guī)模的SAFS實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了這項(xiàng)工作，在部門(mén)車(chē)間。該過(guò)濾器的進(jìn)水需每?jī)商旄鼡Q避免。它花了22個(gè)小時(shí)對(duì)沖擊負(fù)荷進(jìn)行消散作用?；謴?fù)后，最大TOC的降解效率

　　

【正文】 w capital cost of installation. 2. Simple operation that can be automated. 3. Flexible nature of the process – can be easily modified to meet changing demands of legislation. Hence it will be expected to develop into an important technology in wastewater improvement. Acknowledgements The author is grateful to Jane Butcher and Keith Kelly of Syix for discussions on this paper. References [1] . Farrauto, . Bartholomew, Fundamentals of Industrial Catalytic Processes, Blackie Academic and Professional, 1997. . Hancock / Catalysis Today 53 (1999) 3–9 9 [2] . Horan, Biological Wastewater Treatment Systems。 Theory and Operation, Chichester, Wiley, 1990. [3] . Hancock et al., Catalysis Today 40 (1998) 289. [4] F. King, . Hancock, Catal. Today 27 (1996) 203. [5] J. Hollingworth et al., J. Electron Spectrosc., in press. [6] F. Luck, Environmental Catalysis, in: G. Centi et al. (Eds.), EFCE Publishers, Series 112, p. 125. [7] D. Mantzavinos et al., in: Vogelpohl and Geissen (Eds.), in: Proceedings of the Conference on Water Science and Technology, ClausthalZellerfeld, Germany, May 1996, J. Int. Assoc. Water Quality, Pergamon, 1997. [8] R. Venkatadri, . Peters, Hazardous Waste Hazardous Mater. 10 (1993) 107. [9] . Braun, E. Oliveros, Water Sci. Tech. 35 (1997) 17. [10] D. Bahnemann et al., Aquatic and surface photochemistry, Am. Chem. Soc. Symp. Ser. (1994) 261. [11] J. Prousek, Chem. Lisy 89 (1995) 11. 工業(yè)廢水回用的接觸反應(yīng)策略 摘要 ： 無(wú)論從控制污染還是資源恢復(fù)的角度，接觸反應(yīng)都是被廣泛應(yīng)用并極具經(jīng)濟(jì)效益的。在生物接觸反應(yīng)理論以近于完善的今天，基于水資源恢復(fù)和回用的化學(xué)接觸反應(yīng)技術(shù)正在逐漸興起。本論文將要探討化學(xué)接觸反 應(yīng)在水資源回用中的原理。文章中闡述了氧化接觸反應(yīng)化學(xué)在對(duì)新技術(shù)的鞏固和利用方面的用途是相當(dāng)多的。明確來(lái)講，氧化還原催化作用和活性氧轉(zhuǎn)移氧化劑具有很多優(yōu)點(diǎn)。本文將涉及上述技術(shù)的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞： COD去除率 接觸反應(yīng) 工業(yè)廢水回用 1．緒論 在歐洲，工業(yè)水回用尚未形成規(guī)模。然而，從歐洲氣候的長(zhǎng)遠(yuǎn)變化和越來(lái)越多的地上鑿洞及河流取水現(xiàn)象來(lái)預(yù)測(cè)，低價(jià)水將愈加稀少。由于水價(jià)的提高，研究水資源恢復(fù)及再利用的技術(shù)將成為可行的貿(mào)易運(yùn)作方式。因此，改善污水水質(zhì)的研究將是未來(lái)關(guān)注的熱點(diǎn)。水不在是自然界的廉價(jià)溶劑，而是易 于污染難于凈化的材料 ,一旦擴(kuò)散到環(huán)境中將會(huì)侵入生物圈的各個(gè)部分。 污染物僅僅是被置于錯(cuò)誤地方的一種物質(zhì) ,因而 ,科研的目的就是將它們保存在安全無(wú)害的。避免和最小化是是污染物去處的前期步驟。當(dāng)然 ,避免在這樣一個(gè)任何變化都會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重結(jié)果的星球上是不可能具有選擇性的。另外，所謂避免也指簡(jiǎn)單的液相與氣相之間的轉(zhuǎn)化。液相與氣相污染物的消除都分別存在其利害關(guān)系。但值得注意的是，氣體污染物的去除的發(fā)展遠(yuǎn)先進(jìn)于水中 COD的去除。因此，液相中污染物的去除是值得關(guān)注的。 由于研究不能面面俱到，第三步可以從前兩步驟中得到借 鑒。徹底清潔是昂貴的，即使你有一個(gè)成本高效的途徑，它仍然會(huì)降低資產(chǎn)回報(bào)和降低經(jīng)濟(jì)合理性 目前，水資源循環(huán)利用的最優(yōu)技術(shù)便是膜技術(shù)。它是唯一能夠利用化學(xué)工藝產(chǎn)生充分清潔滲透作用的技術(shù)。但是膜技術(shù)難以單獨(dú)運(yùn)行，大都依賴(lài)于上向流過(guò)濾和處理向下流中含污染物的滯留物的技術(shù)。由此，要在水質(zhì)提高工藝中做到面面俱到就要求多種工藝綜合運(yùn)用。 因此，廢水水質(zhì)提高的大體規(guī)則如下： 1. 盡可能避免污染，考慮所有使污染最小化的措施。 2. 隔離受污染水體。 3. 源頭處理河水，高濃度低流量。 4. 在完整的處 理周期中測(cè)量和鑒定污染物。找到運(yùn)行管理費(fèi)用的最高值，盡量使其與常規(guī)費(fèi)用相接近。 本篇論文將要考慮到受污水影響的工業(yè)以及處理滯留物的技術(shù)，滯留物包括由污水管道排出的污染物。本文將要闡述需要克服的問(wèn)題及解決問(wèn)題過(guò)程中應(yīng)用技術(shù)多樣化的程度。另外解釋了價(jià)格控制員如何影響未來(lái)技術(shù)的發(fā)展方向。 2．工業(yè) 處理工業(yè)龐大的污水出流量。這些處理工業(yè)涉及污水處理的諸多領(lǐng)域，列舉一些示例如下： 精練廠 將原油送往煉油廠的過(guò)程中會(huì)對(duì)水體造成污染。無(wú)論是由海面鉆探平臺(tái)引出的輸油管道被水沖刷干凈；還是 儲(chǔ)油船的壓艙水都會(huì)帶來(lái)一系列水質(zhì)改良問(wèn)題。 化學(xué)藥品 合成媒介或特殊化學(xué)藥品在烘干前常需大量清水沖掉雜質(zhì)或殘余可燃性溶媒。 石油化工產(chǎn)品 乙烯車(chē)間需要去除生產(chǎn)過(guò)程中形成的酸性氣體。在通過(guò)高溫分解來(lái)提高加工選擇性之前添加硫化物更加劇了這一情形。慣常采用腐蝕性擦洗的辦法引發(fā)了大量廢水處理的問(wèn)題。 藥物和農(nóng)用化學(xué)品 這些工業(yè)在合成時(shí)需要沖洗步驟，包括以水為基礎(chǔ)的表面活性劑和濕介質(zhì)。 食品和飲料 清潔工藝需水，產(chǎn)生 BOD,COD。 紙 漿和造紙 生產(chǎn)過(guò)程中大量用水 除了標(biāo)準(zhǔn)牛皮紙?zhí)幚砑垵{，漂白階段需要水合過(guò)氧化物和酶。 所以充分了解人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)怎樣對(duì)水質(zhì)造成的污染是至關(guān)重要的，一份市政處理廠流速的調(diào)查顯示了未經(jīng)處理工業(yè)廢水的重要影響。 去除出流水體 COD和污染物的處理技術(shù)如圖 2所示。這些可行的或處于發(fā)展中的工藝示例 [2,6,8]依據(jù)大體的反映機(jī)理規(guī)則可被劃分為幾類(lèi)。如果催化工藝中的吸附過(guò)程被忽略的話(huà)，則分類(lèi)如下： 1. 生物催話(huà)作用 2. 以空氣 /氧為基礎(chǔ)的接觸反應(yīng) 3. 化學(xué)氧化 4. 無(wú)催化作用的化學(xué)藥劑氧 化 5. 利用 _OH或活性氧轉(zhuǎn)移的催化作用 生物催化作用在市政污水處理中發(fā)揮了極佳的作用，為去除水中有機(jī)物提供了經(jīng)濟(jì)高效的途徑。在使用不同種類(lèi)的細(xì)菌來(lái)增加技術(shù)的靈活性方面取得了很大進(jìn)展。一個(gè)遺留問(wèn)題 怎樣處置脫水后的活性污泥。污泥量意味著這是一個(gè)棘手的問(wèn)題，作為肥料這一應(yīng)用途徑是有限的。吸收了重金屬的污泥是有毒性的，反抗的有毒的 COD。這種情況下，焚燒和使用填埋來(lái)安全處理灰燼是必要的。 以空氣為基礎(chǔ)的氧化是十分吸引人的，因?yàn)槿绻恍柩趸瘎┚鸵馕吨恍杓兗?jí)的氧氣。不幸的是，它僅是微溶于水，低溫化 學(xué)惰性強(qiáng)，需要一定溫度和壓力來(lái)加快反應(yīng)速度。壓力作用下，這類(lèi)工廠資本緊張。因此，即使運(yùn)行費(fèi)用低廉，最初的建廠資本對(duì)后期工藝運(yùn)行費(fèi)用有著極大的影響。催化作用雖然加快了反應(yīng)速度，降低了運(yùn)行溫度和壓力但卻步能完全避免或提供一套完整的解決辦法。使用的催化劑大多為第 8族金屬元素，例如鈷和銅。濾去此類(lèi)金屬進(jìn)入液相是困難的，因?yàn)樗柚沽水愵?lèi)的催化劑。 應(yīng)用廉價(jià)氧化劑的化學(xué)氧化已經(jīng)在綜合的化學(xué)制品廠良好運(yùn)行。通常的例子就是產(chǎn)生在堿性氯單元的次氯酸鈉廢物，這種堿性氯單元可以在和其它工廠的聯(lián)合體中被用于氧化 COD徑流。 過(guò)氧化氫、二氧化氯、高錳酸鉀在本工藝中都可作為氧化劑使用。選擇的首要因素是廉價(jià)，其次是氧化的有效性。 在接觸反應(yīng)領(lǐng)域研究最深入的就是 _OH作為一個(gè)活性氧化劑的產(chǎn)生和利用。方式隨多，但最有效的就是利用光子和光催化劑。光催化劑通常是 TiO2，但具有適當(dāng)譜帶的其它材料也可使用。工藝可以非常活躍，但工程上的困難是如何得到光，一種催化劑，其高效接觸的出流是不易得到的。實(shí)際上，催化劑對(duì)光的低效利用使這種工藝只適用于于日光光源?；剂袭a(chǎn)生的電力釋放出的光子是不能接受的，因?yàn)槎趸嫉尼尫乓馕吨睾?COD的消除 。水力電氣能也是一種可用能源，但其低效性是不可忽視的。 過(guò)氧化氫和臭氧已經(jīng)應(yīng)用于光催化，但它們可以獨(dú)立的或與催化劑共同使用來(lái)實(shí)現(xiàn) COD的氧化。對(duì)于臭氧，問(wèn)題在于制造途徑，光環(huán)放出作為一個(gè)重大的強(qiáng)烈過(guò)程通常限制了其應(yīng)用和臭氧的有效性。值得注意的是，這點(diǎn)討論基于氧化劑再?zèng)]有激發(fā)的條件下不會(huì)因充分的內(nèi)在反應(yīng)而被使用。因此催化劑在有效利用簡(jiǎn)單有機(jī)物和復(fù)雜反抗 COD方面有著重要的作用。所以使用過(guò)氧化氫作為催化劑。 在催化作用方面，氧化劑和次氯酸鹽共同作用形成了一系列在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┳饔孟驴勺鳛?AOT 氧 化劑的材料。如果 AOT 氧化劑是次氯酸鹽或過(guò)氧化氫那么就可以避免三階段反應(yīng)從而極大簡(jiǎn)化了流程。廉價(jià)而有效的促進(jìn)了不需復(fù)雜化學(xué)工藝并且能夠被環(huán)境所接受的氧化劑，這種氧化劑的產(chǎn)生將成為當(dāng)前困難的最佳解決方案。 氧化還原催話(huà)作用和 AOT 通過(guò)過(guò)氧化氫或次氯酸鈉的接觸反應(yīng)促進(jìn)機(jī)理不能被單一概念所含概。然而兩種氧化劑有許多大體類(lèi)似反應(yīng)，這種機(jī)理可以被用來(lái)形容大范圍的接觸反應(yīng)，從環(huán)氧化劑到 COD氧化。固有的反應(yīng)作用如下： 1. 反應(yīng)發(fā)生在兩相系統(tǒng)當(dāng)中。 2. 不需高溫高壓。 3. 接觸反應(yīng)表面可起到 COD吸收劑作用，有效提高濃度和氧化速率。 在本工藝中，簡(jiǎn)單的機(jī)理表現(xiàn)為選擇性。氧化劑可以輕易的被降解為氧氣。此類(lèi)反應(yīng)應(yīng)盡量避免，以為分子氧對(duì) COD去除不起作用。相對(duì)于氧化劑來(lái)講，它的形成將造成反應(yīng)劑及氧氣的嚴(yán)重浪費(fèi)。為了在成本上具有競(jìng)爭(zhēng)力，氧化還原催化應(yīng)具有高度選擇性。 技術(shù)圖 至此，所描述的技術(shù)勾畫(huà)出了其對(duì)出流 COD濃度和出流流速的適應(yīng)性。技術(shù)圖如圖所示。概述了技術(shù)的有效應(yīng)用領(lǐng)域，其邊界是模糊的，只能作為指導(dǎo)。只有在理論系統(tǒng)成型之后，技術(shù)才能居于主導(dǎo)地位。圖示后面劃線(xiàn)的成本模型基于一種 簡(jiǎn)單的主張，即只有空氣 /氧氣才能控制 COD的處理成本，因?yàn)檠趸瘎┑牟环€(wěn)定成本相對(duì)較低。在水源水質(zhì)恢復(fù)具有選擇性的條件下，對(duì)于 COD濃度高流量大的污水，只有生物處理設(shè)備是可行的。低流量低 COD值時(shí)，氧化還原 AOT催化是一種重要的技術(shù)。圖 5所示的 SA過(guò)程就屬于這一范疇。 催化劑在 PH9的嚴(yán)密系統(tǒng)控制下運(yùn)行，所以金屬濾去可被避免。列于表 3的催化劑活動(dòng)性和選擇性的方面的進(jìn)一步研究可以參照可能的表面樣式。這種簡(jiǎn)單的觀點(diǎn)可以通過(guò)對(duì) [3,4,5]的大量研究加以延伸?，F(xiàn)在這種催化劑的機(jī)理以圖 6表示。關(guān)鍵步驟就是避免 NiO 孔洞之間的再結(jié)合。而空間和電子的因素都回促使這種再結(jié)合。 這種工藝的應(yīng)用范圍如下所列，一些化學(xué)藥品的主要類(lèi)型已經(jīng)被實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明是適宜的，如硫化物、胺、酒精、酮、乙醛、苯酚、氨基酸、石蠟、和芳香烴。 通過(guò)工業(yè)校驗(yàn)，反抗 COD和硫化物已經(jīng)被成功論證，一種氧化硫磺類(lèi)物質(zhì)的設(shè)備已經(jīng)安裝并投入運(yùn)行。 4. 結(jié)論 污水處理工藝尚處于發(fā)展的初級(jí)階段。目前的重要參數(shù)是有效性和長(zhǎng)期可靠性。許多工藝運(yùn)作的發(fā)展到氧化還原催化體系階段。然而，一旦得到證明，氧化還原催化將為污水 COD的去除帶來(lái)諸多好處： 1. 安裝價(jià) 格低廉。 2. 運(yùn)行簡(jiǎn)單，自動(dòng)；化程度高。 3. 工藝性質(zhì)靈活，對(duì)不同需求易于改進(jìn)。 因此，它將對(duì)污水處理的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。