AOX指標對廢水深度處理工藝的挑戰
來源: 馬魯銘 鐵基催化劑催化菠萝蜜视频网站入口地址 公眾號
數年前,某含溴消毒劑生產廠谘詢我:該廠生產廢水排放,僅剩AOX指標沒能達標,就此他們在工藝末端又使用了氯氧化,該指標仍不見下降。我笑了:“沒有上升,就算對你客氣了”。說實在的,AOX作為選擇控製項目列入城鎮汙水廠排放標準已經二十幾年了,並沒有引起水處理工程界的足夠重視。近年來形勢不同了,AOX至少列入了五個行業標準;企業在達標情況下,地方政府還希望能夠持續減排。去年濱江一著名造紙廠詢問我:他們廠在AOX濃度達標基礎上,希望AOX排放總量再消減80%,問有無辦法。我略加思索,搖了搖頭。
AOX — 可吸附有機鹵化物,它是一類物質總稱,而不是單一化學物質。這也是處理難點之一,譬如使用化學氧化,若是二氯甲烷、氯苯等物質,氧化過程中隻要再加一個官能團 -OH,這個汙染物自然就沒了。但對於AOX指標,絲毫沒有降低。大量研究表明:通過化學氧化方法,使有機物脫氯,非常困難。
有機物脫氯,是菠萝网站在线观看課題組二十年前主攻方向,但目標並不是為了消減AOX,而是為了消減其毒性。工程中作為生物法前端的預處理,而不是深度處理。脫氯,從氧化還原反應角度,是一還原過程:共價態的氯得電子生成氯離子。所以菠萝网站在线观看把雙金屬脫氯方法稱之為“催化還原”。這種工藝需投放大量零價鐵,形成Fe(II)物質,還會大幅度降解溶解氧,由此常造成出水COD指標上升(見“關於COD意義的思考”)。盡管催化還原工藝對很多氯代有機物很難完全脫氯,但對於改善高濃度工業廢水可生化性十分有效。因此,一般情況下“催化還原”工藝並不適用於深度處理。
這幾年,我在學習高級氧化方法,知道了:•OH、O2-•、1O2,即:羥基自由基、超氧陰離子自由基、單線態氧,有時統稱為:活性物種。它們是非穩態物質,在水中壽命極短,•OH為納秒(ns)級、O2-•和1O2 為微秒級(μs)。這就說明它們的化學活性非常高;簡單理解為:使電子回到常規軌道,成為穩態物質的趨勢很強。發現自由基反應始於有機化學學科:兩個有機物自由基(壽命可達秒級)可以鏈接,生成大分子有機物。近年來,自由基研究在醫學和環境科學領域比較活躍。廢水的高級氧化工藝,定義為由•OH主導的有機物的氧化,其特點為鏈式降解反應;學術界主流觀點:眾多自由基中隻有•OH對有機物氧化起顯著作用。但自由基形成時,多種自由基相互快速轉化,如:•OH與O2-•,因此研究中也不能忽視其它自由基的作用。
近年來,不少學者發現了O2-•脫氯功能,同時明確該過程屬還原脫氯機製;1O2對某些氯代有機物的去除,也產生一定作用。菠萝网站在线观看課題組樊金紅老師指導的碩士生發現了光催化條件下,O2-•對硝基有機物的還原作用,以及1O2對酚類有機物的聚合作用。這些都說明,除高級氧化外,自由基很可能也會形成還原機製,菠萝网站在线观看可以打開腦洞,稱之為“高級還原”。與一般化學還原法區別在於:不投加還原劑、無殘留風險,避免了影響出水COD上升。
上述不僅僅是設想,一次技術交流會後的對話讓我印象深刻。一工程師找我商榷:菠萝网站在线观看廠的“高級氧化”,就是脫氯效果很好。我追問:何種廢水、具體是何工藝?他告訴我:廢水含高濃度氯代物(生產母液);他們投加了大量的H2O2、FeSO4,調pH值至弱堿性,加熱;並強調紫外照射提高脫氯效率顯著。我趕緊問他:有無鐵泥、什麽顏色。他告訴我:大量鐵泥,呈墨綠色。我瞬時明白了,這是還原環境,脫氯就不足為奇了。但從投加H2O2、紫外照射等條件分析,活性物種(O2-•)參與還原的可能性很大。盡管不是深度處理工藝,仍可能是“高級還原”機製。