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今天為大家介紹一種污水處理新工藝：多相催化氧化技術。聽到名字，想必大家就能夠想象得到，這項技術在應用過程中，是存在氣液固三相接觸的，實際上該技術也確實如此，在應用其進行廢水處理時，需要用到一種碳基催化劑，并同時輔以曝氣，以達到廢水處理的目的。下面我首先來介紹下這個技術的處理原理。
01 、多相催化氧化技術原理
多相催化氧化技術，是利用負載特殊組分碳基催化劑填充，同時通水曝氣，形成三相接觸流化床體系，以保證水中溶氧更大面積的在催化劑表面產生催化反應，產生羥基自由基物質，同時輔以微弱電場增強整個反應體系的電勢差，強化氧在催化劑表面和水的三相催化過程，大大提高溶氧利用效率。
在這個體系中，最重要的組分是碳基催化劑，這種催化劑以改性碳基為載體，通過高溫焙燒技術負載特殊貴金屬成分催化劑，可以提高水中羥基自由基的產生效率，是本技術的核心材料。
根據多項催化氧化技術制備而成的反應器，其主要由3部分組成：曝氣系統+直流電源+催化氧化反應器，其中曝氣系統負責向催化氧化反應器內充氧，促進氧化劑的形成，直流電源負責提供一定的電場，激發水中氧氣在催化劑表面產生羥基自由基的效率，催化氧化反應器是最主要的部件，內裝催化填料，為廢水的最終處理提供反應場所。
02 、多相催化氧化技術優勢
1.特別適合帶顏色的高濃度廢水，迄今而至經過實際驗證過的幾種高濃度廢水，例如橘黃色的農藥廢水、深紅色的醫藥中間體廢水等，經過10-20min停留時間后即可實現脫色，且僅看脫色效果的話，處理費用在0.1元/噸水左右，甚至更低。
2.適合COD高于1000mg/L的廢水，此時處理效果最好，而當水中COD＜1000mg/L時效率會降低。
3.可以極大的提升廢水B/C比，經過該技術的處理后，原廢水中的大分子有機物質會轉變為小分子易生化有機物質，所以該技術單獨應用很難直接把高濃度廢水處理到達標排放，但是和傳統生化工藝相結合，則可以起到優勢互補的效果。
該技術的開發初衷，是綜合考慮了目前市面上常見氧化技術的不足，并進行針對性的改進，達到補齊短板，發揚長處的效果。
首先，多相催化氧化技術和電催化技術相比，該技術對于水中含鹽量要求不高，高低含鹽量廢水均可處理，且從效果上看，對于低鹽廢水的處理效果還要優于高鹽，并且一個最重要的優點是節能，電催化技術處理高鹽廢水，一般每度電去除每噸水COD僅僅為40mg/L左右，而多項催化氧化技術最高時每度電可達到每噸水1000mg/L的CDO去除效果，因此多相催化氧化技術應用于高濃度廢水前處理是可行的，而電催化氧化作為高濃污水處理前端，往往收效甚微。
其次，多項催化氧化技術和芬頓技術相比，兩者同樣可以實現高濃度COD的前處理，并且起到提高B/C比的效果，并且多相催化氧化技術無需額外投加藥劑（H2O2、亞鐵、酸堿等），因此處理成本要遠低于芬頓，且整個運行過程中沒有固廢的產生，不論從操作步驟還是后續處理方面，都更勝一籌；
然后，多項催化氧化技術和鐵碳技術相比，該技術所具備的優勢同樣是不需要提前調酸，且反應過程中不會增加水中的含鹽量，不會產生鐵泥，對于COD的去除效率更高；
最后，多項催化氧化技術和臭氧技術相比，該技術的單位能源消耗所能降解的COD數值要遠遠高于臭氧，畢竟臭氧理論上可以實現1:1的降解效率，但在實際運行中往往需要消耗3個臭氧才能去除1個COD，其運行效率和傳統電催化氧化工藝不相上下，折合每度電去除COD效率也僅為30mg/L左右，且臭氧設備一次性投資高，而多項催化氧化技術的設備一次性投資則不足臭氧設備一半。
03 、多相催化氧化技術的短板問題
以上是多項催化氧化技術相比于常用4種氧化技術的優勢，但是多項催化氧化技術同樣有其短板，最大的短板就是其單獨應用于高濃度廢水處理時，不能夠將最終出水COD值達到一個很低的程度。
這主要是因為該技術的作用原理，是通過直流電場作用在碳基催化劑的表面上，促進氧氣在三相接觸面產生羥基自由基成分，實現大分子物質的鍛煉，轉變為更小的分子，但是受限于常溫常壓的條件，這個過程很難做到把有機物完全礦化到CO2和H2O，因此其對于COD物質的降解效率往往最高只有80%左右。
但是經過該技術處理后的廢水，由于大分子有機物大多轉變為了小分子物質，因此生化性可以得到很大的提升，所以多相催化氧化技術特別適合作為傳統生化的預處理技術。
04 、多相催化氧化技術應用案例
通過以上介紹，總結多相催化氧化技術的最適合應用場景如下：
1.高濃度難生化處理廢水的前端預處理，經過該技術處理后，可將B/C＜0.1的廢水提高到＞0.3，可滿足傳統生化處理，最大限度降低運行投資費用；
2.帶色廢水的脫色處理，尤其是高濃度帶色廢水，應用一般氧化法、吸附法等無法解決，例如農藥廢水、醫藥中間體廢水、染料廢水等，采用此技術有很好的效果。
該技術自開發以來，在高濃度農藥廢水、醫藥廢水處理方面經歷了1t/h規模中試試驗，現說明如下：
1.河北滄州某農藥廠廢水，每天水量為50t規模，水質指標如下所示：
該廢水呈現橙黃色，原有技術是首先蒸發，然后蒸出液進行生化處理，釜底液作為危廢處理，但是由于屬于農藥廢水，蒸出液的可生化性極差，生化系統出水COD去除效率不高，且出水仍舊為橙黃色，目前采用多相催化氧化技術作為原水的預處理，噸水電耗在5.6元，出水即可無色，COD值8100mg/L，然后在經過蒸發出水后，經過生化處理即可滿足1級A出水標準。
2.遼寧省某醫藥中間體廢水，每天水量100t，水質指標如下：
該廢水呈現深紅褐色，業主原工藝為厭氧接觸氧化-好氧接觸氧化-MBR工藝，出水COD只能達到5000mg/L左右，且出水顏色為紅色，經過加次鈉、雙氧水后色度沒有改變，經過多相催化氧化工藝作為前端與處理后，停留時間2h，出水COD為7200mg/L左右，且出水無色透明，然后出水接生物流化床工藝，可以達到COD值40mg/L標準，直接達標排放。
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