철강 산업의 급속한 발전으로 인해 처리하기 어려운 산업 폐수, 특히 코크스 폐수에는 유독성, 유해 및 분해하기 어려운 고농도 유기물이 다량 포함되어 있습니다. 구성이 복잡하고 수질과 부피의 변화가 큰 특징이 있습니다. 코크스 폐수 처리는 점점 더 사람들의 우려를 불러일으키고 있습니다. 주의하십시오. 현재 코크스 폐수의 처리는 주로 전통적인 생물학적 처리 방법, 응집 및 응고 방법, 흡착 방법입니다. 코크스 폐수는 생분해성이 좋지 않아 생화학적 처리 전에 다량으로 희석해야 한다. 또한, 생화학 폐수 후 COD(화학적 산소 요구량)와 암모니아성 질소 함량이 동시에 기준을 충족하기 어렵기 때문에 추가 처리가 필요합니다. 그러나 일부 첨단 처리 기술은 처리 비용이 높고 일부 독성 및 유해 물질을 완전히 분해하기 어렵고 2차 오염이 발생하기 쉽습니다. 코크스 폐수 처리 현황을 바탕으로 효율적이고 친환경적인 처리 기술에 대한 연구가 매우 필요하다.
AOP(Advanced Oxidation Process)는 반응 시스템에서 생성된 극도로 활성인 하이드록실 라디칼(·OH)을 사용하여 유기 오염 물질 분자를 공격하고 궁극적으로 유기 오염 물질을 CO2, H2O 및 기타 무독성으로 산화시킵니다. 친절하고 효율적인 폐수 처리 기술. 현재 고급 산화 기술에는 주로 화학 산화, 광화학 산화, 광촉매 산화, 습식 촉매 산화 등이 포함됩니다. AOP는 산화가 강하고 작동 조건을 쉽게 제어할 수 있는 장점이 있기 때문에 최근 몇 년 동안 점점 더 주목을 받고 있습니다.
▶화학적 산화
이 방법은 화학적 산화제를 사용하여 액체 또는 기체의 무기 또는 유기 물질을 약간 유독하거나 독성이 없는 물질로 변환하거나 쉽게 분리할 수 있는 형태로 변환합니다. 수처리 분야에서 일반적으로 사용되는 산화제는 오존, 과산화수소, 과망간산칼륨 등이다. 페놀 폐수 처리 공정에서 오존과 과산화수소의 적용이 가장 일반적입니다.
현재 세계의 많은 국가에서 소독을 위해 오존을 사용하고 있으며 특히 유럽에서는 오존이 수생 식물의 수처리에 사용됩니다. 표면적이 넓은 활성탄과 같은 오존 산화 시스템에 고체 촉매를 추가합니다. 오존과 활성탄이 동시에 사용되어 촉매 역할을 하며 오존 산화 후 저분자 생성물을 흡수할 수 있습니다. 둘은 공동으로 용액에서 OH-를 증가시킵니다. 더 많은 수산기를 생성하는 시너지 효과가 있습니다.
과산화수소는 강력한 산화제입니다. 알칼리성 용액에서 빠른 산화 반응을 가지며 반응 용액에 불순물 이온을 가져 오지 않습니다. 따라서 다양한 유기 또는 무기 오염 물질의 처리에 잘 사용됩니다. 과산화수소는 오랫동안 산업 폐수에서 COD를 제거하는 데 사용되었습니다. 폐수를 처리하기 위해 화학적 산화를 사용하는 비용은 일반적인 물리적 및 생물학적 방법보다 높지만 이 방법은 독성과 같은 다른 처리 방법과 대체할 수 없는 효과가 있습니다. 유해하거나 생분해되지 않는 폐수의 전처리, 고농도/저유량 폐수의 전처리 등 과산화수소만을 사용하여 고농도의 안정한 내화 화합물을 분해하는 효과는 좋지 않습니다. 전이금속염을 사용하여 개선할 수 있습니다. 가장 일반적인 방법은 철염을 사용하여 활성화하는 것입니다.
▶Fenton'의 시약법.
용해성 제1철염과 과산화수소가 일정 비율로 혼합되어 구성된 Fenton 시약은 많은 유기 분자를 산화시킬 수 있으며 시스템이 고온 고압을 필요로 하지 않습니다. 시약의 Fe2+는 과산화수소의 분해를 시작하고 촉진하여 하이드록실 라디칼을 생성할 수 있습니다. 페놀, 클로로페놀, 클로로벤젠 및 니트로페놀과 같은 일부 독성 및 유해 물질도 Fenton's 시약 및 Fenton 유사 시약에 의해 산화될 수 있습니다.
과산화수소와 오존의 조합과 과산화수소와 자외선의 조합을 펜톤 라이크 기술이라고 하며 그 원리는 기본적으로 펜톤 기술과 동일합니다.
▶광화학 산화
이 방법은 빛의 작용하에 수행되는 화학 반응입니다. 그것은 분자가 특정 파장의 전자기 복사를 흡수하고 여기되어 분자 여기 상태를 생성한 다음 화학적으로 다른 안정 상태로 변화하거나 열 반응을 시작하는 중간 생성물이 되어야 합니다. 단순자외선의 분해효과는 약하다. 적절한 양의 산화제(H2O2, O3 등)를 자외선 산화 방식에 도입함으로써 폐수 처리 효과를 크게 최적화할 수 있고 분해 속도를 가속화할 수 있습니다. 유기물의 광분해에는 직접적인 광분해와 간접 광분해의 두 가지 방법이 있습니다. 전자는 유기물 분자가 빛 에너지를 흡수한 후 주변 환경의 물질과 직접 반응하는 것을 말합니다. 후자는 유기 환경에 존재하는 특정 물질을 의미하며, 빛 에너지를 여기 상태로 흡수하여 유기물과 오염 물질의 반응을 유도하는 과정입니다. 그 중 유기물의 간접 광분해가 더 중요하다.
광화학적 산화법에 사용할 수 있는 파장 범위는 200nm~700nm, 즉 자외선과 가시광선의 범위이다. 광화학 산화는 대기 오염 제어 및 폐수 처리에 응용됩니다. 그것은 산화제의 종류에 따라 UV/O3, UV/H2O2, UV/Fenton 및 기타 시스템으로 나눌 수 있습니다. 시스템에 관계없이 광화학 반응은 일반적으로 하이드록실 라디칼을 생성하여 유기물을 분해합니다.
예를 들어, UV/O3 시스템에서 액상 오존은 분해되어 자외선 아래에서 하이드록실 라디칼을 생성하고 자외선 흡수율은 253.7nm에서 최대에 도달하여 대부분의 유기물을 CO2와 물로 산화시킬 수 있으며 사용됩니다. 산업 폐수에서 철을 처리하기 위해. 시안산염, 유기 화합물, 질소 기반 산, 알코올, 살충제, 질소, 황 또는 인을 함유한 유기 화합물, 염소화 유기물 및 기타 오염 물질.
▶광촉매 산화
이 방법은 광촉매(광촉매라고도 함)가 특정 파장의 광원을 조사하여 촉매 효과를 일으키므로 주변의 물 분자와 산소가 여기되어 매우 활성인 ·OH- 및 ·O2 자유 이온을 형성합니다. 여러 떼. 광촉매 산화 기술은 TiO2, ZnO, WO3, CdS, ZnS, SnO2 및 Fe3O4와 같은 촉매를 사용합니다.
TiO2는 가장 일반적으로 사용되는 촉매입니다. 광촉매 반응에서 TiO2의 광촉매 활성은 주로 결정상, 입자 크기 및 비표면적에 의해 영향을 받습니다. 결정상이 결정될 때 결정립 크기와 비표면적은 TiO2의 광촉매에서 중요한 인자가 된다. 입자 크기가 작을수록 광 발생 전자와 정공의 확산 시간이 짧아지고 비표면적이 클수록 수중 오염을 흡수하는 데 더 효과적입니다. 광촉매 성능을 향상시키는 물질. 촉매 입자 크기가 나노미터 수준에 도달하면 광흡수율과 이용율을 향상시키는 양자 효과도 발생시킬 수 있는데, 이는 현재 촉매 연구의 중요한 방향이다.
광촉매 산화는 무독성 및 간단한 작동 조건의 특성을 가지고 있습니다. 자외선, 모의 태양광 및 태양광을 광원으로 사용할 수 있으며 자연 조건(예: 공기)을 촉매 촉진제로 사용할 수 있습니다. 활성이 높고 안정성이 좋으며 유기 오염 물질을 완전히 분해하고 2 차 오염이 없습니다. 최근 자연광을 최대한 활용하여 각종 오염물질을 분해하기 위해 촉매 활성을 개선하고 여기광의 파장 범위를 확장하는 작업을 많이 하고 있는데, 이를 촉매 표면 개질이라고도 합니다. TiO2의 전이 금속 도핑은 귀금속을 증착함으로써 새로운 수정 에너지 준위를 형성할 수 있어 광반응 범위를 넓힐 수 있습니다. 광감작과 같은 수정 처리는 광촉매 성능을 향상시킬 수 있습니다.
광촉매 산화의 응용 분야는 주로 염료 폐수 처리, 고농도 유기 폐수 처리 및 음용수의 고도 처리 단계에서 분해되기 어려운 미세 오염 물질 제거를 포함합니다. 정상적인 상황에서 TiO2 광촉매 산화는 자외선의 파장 범위에서만 수행할 수 있으므로 광촉매 기술의 보급 및 적용이 제한됩니다. 또한 광촉매 산화 반응기의 개발은 아직 미성숙하여 대규모 공정을 달성하기가 어렵습니다.
▶습식 산화
이 공법은 산화제를 이용하여 고온 고압에서 폐수 중의 유기물을 이산화탄소와 물로 산화시켜 오염물질을 제거하는 고도산화공법입니다. 이 방법은 적용 범위가 넓고 처리 효율이 높으며 2차 오염이 적고 산화 속도가 빠르며 회수 가능한 에너지 및 유용한 재료의 특성을 가지고 있습니다. 일본과 미국에서 이러한 유형의 방법은 엔지니어링에 적용되었으며 최첨단 기술이며 개발 전망이 넓습니다. 그러나 이 방법도 일반적으로 고온, 고압의 조건에서 습식 산화가 필요하다는 문제점이 있다. 중간 생성물은 종종 높은 장비 재료, 고가의 촉매를 필요로 하는 유기산이며 소량의 유량 및 고농도 폐수에만 적합합니다...
습식 산화 방법에는 아임계수 산화와 초임계수 산화의 두 가지 유형이 있습니다. 초임계수산화기술은 초임계 조건에서 물을 산화시켜 유기오염물질을 처리하는 고효율의 새로운 폐기물 처리기술을 말한다. 특정 온도와 압력에서 거의 모든 유기물이 단시간에 완전히 산화 분해되어 폐수 처리 시간이 크게 단축됩니다. 처리 장치가 완전히 밀폐되어 공간을 절약하고 2차 오염이 없습니다.
초임계수에서 염의 용해도는 현저히 감소하는 반면 유기물의 용해도는 크게 증가한다. 예를 들어, 벤젠, 헥산, N2, O2 등은 물과 완전히 혼합되어 밀도, 점도 및 확산 계수의 변화를 일으킬 수 있습니다. 확산 계수는 밀도가 증가함에 따라 감소합니다. 습식 산화 기술은 더 높은 온도와 압력을 사용하기 때문에 물의 밀도가 감소하고 확산 계수가 커지고 물질 전달 속도가 급격히 증가합니다.
습식 산화의 응용 분야는 주로 살충제 폐수 처리, 페놀 폐수 처리, 인쇄 및 염색 폐수 및 슬러지 처리 등이 있습니다. 위에서 언급 한 폐수를 습식 산화로 처리하면 독성이 크게 감소하고 생분해 성도 향상됩니다. 생화학적 처리의 도움으로 폐수를 배출할 수 있습니다.
고급 산화 기술은 유기 오염 물질을 이산화탄소와 물로 광물화할 수 있습니다. 환경 친화적인 공정이지만 오염물질을 분해할 때 높은 처리 비용은&'병목 현상&' 입니다. 프로모션을 제한합니다. 중국'#39;의 선진 산화기술은 실제 수처리에 적용되고 있는 Fenton법, 오존산화기술 등 일부를 제외하고 나머지는 대부분 실험실 연구나 소규모 시험단계에 있다. 첨단 산화 기술의 높은 투자 및 처리 비용, 심각한 장비 부식 및 소량의 처리수의 단점을 해결해야만 실제 산업에서의 적용을 가속화할 수 있습니다. 첨단산화기술의 발전방향은 다음과 같이 요약할 수 있다.
하나는 광촉매 산화 기술, 오존 산화 기술과 같은 일부 기술이 폐수의 생분해성을 향상시킬 수 있지만 코크스 폐수를 별도로 처리하는 것이 어렵고 비용이 많이 든다는 것입니다. 생화학 기술과 결합하여 코크스 폐수의 생물학적 독성을 줄이고 생분해성을 향상시킬 수 있습니다. , 그리고 치료를 위해 저소비 및 고효율 생화학적 방법을 사용합니다.
둘째, 습식 촉매 산화 및 초임계수 산화와 같은 기술은 높은 장비 요구 사항과 높은 처리 비용이 있습니다. 반응기 재료 및 저가 촉매에 대한 특별한 연구 개발을 수행할 수 있습니다. 코크스 폐수 처리시 남아있는 암모니아와 같은 처리가 어려운 폐수는 다른 폐수와 혼합해서는 안되며 폐수의 양을 증가시킨 다음 위에서 언급 한 고급 산화제를 사용하여 처리해야합니다.
세 번째는 간단한 구조, 고효율, 자연광 및 장기 안정적인 작동을 가진 반응기를 설계하고 광화학 산화 및 광촉매 산화 기술의 처리 효율을 향상시키고 응집, 흡착 및 기타 기술과 결합하는 것입니다.