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甲醛污染廢水處理9種工藝方法
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由于甲醛在工業生產中的用途很廣,完全的限制并不現實,因此必須對生產的甲醛廢水進行處理。國內外研究者對甲醛廢水的處理技術進行了大量的研究。甲醛廢水的處理方法主要有:氧化法、生物處理法、吹脫法、縮合法、石灰法等。


甲醛是一種無色、有強烈刺激型氣味的氣體。易溶于水、醇和醚。35——40%的甲醛水溶液叫做福爾馬林。甲醛是一種重要的有機原料,主要用于塑料工業、合成纖維、皮革工業、醫藥、染料以及木材粘合劑生產過程等。


危害:甲醛對人和溫血動物的毒性很強,它能刺激皮膚,易引起皮炎,易產生呼吸道刺激、過敏、肺功能異常、肝功能異常、免疫功能異常等。如果人類長期飲用被甲醛污染的水源,會引發頭昏、貧血以及各種神經系統疾病。由于甲醛在工業生產中的用途很廣,完全的限制是不現實的,必須對生產的甲醛廢水進行處理。


國家標準《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)規定,二級排放標準的甲醛含量不得高于2mg/L。但是,甲醛能與微生物體內的蛋白質、DNA、RNA直接起反應,導致微生物死亡或抑制其生物活性,超過200mg/L后微生物活性幾乎完全受到抑制,故高濃度甲醛不適合生物法處理;且甲醛溶液形態為真溶液,混凝工藝也難以奏效。


國內外研究者對甲醛廢水的處理技術進行了大量的研究。甲醛廢水的處理方法主要有:氧化法、生物處理法、吹脫法、縮合法、石灰法等。


氧化法


芬頓試劑氧化處理甲醛廢水是國內外學者普遍研究的一種方法。試劑是由H2O2 和Fe2+組成的一種強氧化劑,主要利用高活性的羥基自由基(·OH)氧化降解廢水中的有機物,在短時間內實現對有機物的完全降解。


濕式氧化法


在無外加催化劑的條件下,含甲醛的廢水在180-315℃和2-15MPa下,其中的有機和無機碳會選擇性的成為CO2和H2O,而不會產生氮氧化物、硫氧化物、氯化氫、飛灰等。外加CuO- ZnO /Al2O3 催化劑后,則反應時間縮短,溫度和壓力也可降至130-250℃和1-5MPa。據相關研究表明,甲醛和CODCr的去除率均可達90%以上。


光催化氧化法


光催化氧化技術,是從20世紀70年代逐步發展起來的一門新興的環保技術。它利用了半導體氧化物材料在光照下,表面能被激活的特性,可有效地氧化分解有機物、還原重金屬離子、殺滅細菌和消除異味,尤其是最常用的TiO2體系。1974年Honda等人首先發現TiO2在光照條件下可將水分解為H2和O2,光催化氧化法迅速應用于廢水處理,尤其是生物難降解的各類有機物。研究表明,光催化氧化法能有效處理低濃度的甲醛廢水。去除率達到90%以上。


二氧化氯法


二氧化氯(ClO2)是一種優良的殺菌消毒劑、漂白劑和高效氧化劑,其有效氯含量高達263% ,是氯氣氧化能力的2.6倍。用其殺菌消毒完全沒有致癌、致畸性,被世界衛生組織(WHO)列為AI級產品,排在安全消毒方法的首位。岳欽艷等研究了時間、pH值對甲醛廢水處理的影響。當廢水中甲醛濃度為8.25 mg/L 時,反應30 min 后,甲醛去除率最高可達80%。在中性條件下為最優。


超聲波/H2O2氧化法


過氧化氫(H2O2 )是一種常用的氧化劑,可以單獨或者協同處理甲醛廢水。閆冰等通過研究表明,使用此聯合方法,可使甲醛去除率達到80%以上,但反應速率不高。降解反應符合一級反應動力學模式,降解隨初始濃度的降低而反應速率升高。堿性條件有利于反應的進行。


生物處理法


甲醛廢水的生物處理大都采用厭氧水解酸化與好氧生物處理相結合的方法。一般認為,超過200 mg/L的甲醛廢水對各種微生物和菌種都有抑制和殺死作用,因此,大于200 mg/L甚至幾千mg/L的甲醛廢水是不能直接用生物處理法的,必須進行預處理。使甲醛濃度降低到微生物可以降解的安全濃度,一般小于50 mg/L,再用生物處理法降解CODCr。


吹脫法


此方法是利用甲醛易溶于水、沸點低、易揮發的特點,對生產廢水中的甲醛用蒸汽進行吹脫預處理,以減少后續處理過程的負荷,改善處理效果。生產廢水進行吹脫處理,揮發的甲醛氣體經回收后可作為生產原料,配成含37%的甲醛溶液。但此方法適用于極高濃度(5000mg/L以上)的甲醛廢水,通過處理無法使甲醛濃度降到200mg/L以下,還需要結合其它的預處理方法,并且能耗較大。另外結合生產裝置,往往已經有分離等工藝回收甲醛,重復處理不經濟。


縮合法


縮合法也稱尿素法。主要是利用尿素與甲醛在酸性條件下反應可以生成甲基脲沉淀?;痉椒ㄊ牵河名}酸調整甲醛廢水的pH值為2左右,按比例加入適量的尿素,可以使甲醛的去除率達到80%以上。但此方法與吹脫法一樣適用于極高濃度的甲醛廢水,無法滿足后續生化處理的需要。此方法多為實驗室研究,工業化應用還有待實踐。


石灰法


甲醛在堿性條件下加熱,能發生樹脂化反應,此原理可用來處理甲醛廢水,最常用的催化劑為Ca (OH)2。在有石灰存在的情況下,甲醛會聚合生成己糖。此方法盡管不能使CODCr降低,但轉化后的糖類物質對微生物沒有任何毒害作用,而且有助于微生物的生長。對于后續生物處理非常有好處。主要的方法是:用氫氧化鈉控制甲醛廢水為堿性(pH為11-12),按石灰與甲醛的質量濃度比為0.1的比例投加石灰量,并控制溫度為70℃左右,通過研究表明,甲醛濃度的去除率可達到99%以上。此方法甲醛濃度的去除主要有兩個因素,理論上講,石灰的投加量越大,溫度越高,反應越快越徹底。


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