隨著化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展，化工廢水排放量逐年增加，其復(fù)雜的成分和高毒性對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。化工廢水中常含有大量難降解有機(jī)物，如多環(huán)芳烴、鹵代烴、染料中間體等，傳統(tǒng)生物處理方法往往難以有效去除這些污染物。因此，開發(fā)高效、環(huán)保的化工廢水處理技術(shù)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。

一、化工廢水的來源和危害

化工廢水主要來源于石油化工、農(nóng)藥生產(chǎn)、制藥、染料制造等行業(yè)的生產(chǎn)過程。

這些廢水通常具有以下特點(diǎn)：

1、有機(jī)物濃度高

2、成分復(fù)雜多變

3、含有大量有毒有害物質(zhì)

4、可生化性差

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年排放的化工廢水量超過40億噸，其中約30%未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)就直接進(jìn)入環(huán)境。

化工廢水對(duì)環(huán)境和人體健康的危害主要表現(xiàn)在多個(gè)方面。

1、廢水中的有毒物質(zhì)會(huì)直接危害水生生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致生物多樣性下降

2、一些持久性有機(jī)污染物可通過食物鏈富集

3、影響人類健康，引發(fā)癌癥、內(nèi)分泌失調(diào)等疾病

4、有色廢水會(huì)影響水體透光性，破壞水生植物的光合作用

5、高濃度有機(jī)物會(huì)消耗水體中的溶解氧，導(dǎo)致水體黑臭

傳統(tǒng)處理方法如物理吸附、化學(xué)沉淀、生物處理等，往往難以徹底去除這些難降解污染物，亟需開發(fā)更高效的處理技術(shù)。

二、紫外高級(jí)氧化技術(shù)原理

紫外光氧化催化技術(shù)是一種將紫外光輻射與氧化催化劑相結(jié)合的高級(jí)氧化技術(shù)。其核心原理是：當(dāng)特定波長的紫外光照射到催化劑表面時(shí)，催化劑吸收光能，產(chǎn)生高活性的電子-空穴對(duì)。這些光生載流子可以遷移到催化劑表面，與吸附的水、氧氣等分子發(fā)生反應(yīng)，生成羥基自由基、超氧自由基等活性氧物種。這些自由基具有極強(qiáng)的氧化能力，可以無選擇性地攻擊有機(jī)污染物分子，將其逐步氧化分解為二氧化碳和水和無機(jī)鹽等無害小分子。

三、與傳統(tǒng)處理技術(shù)相比，紫外光氧化催化技術(shù)具有以下顯著優(yōu)勢：

1、高效性：UV-AOP設(shè)備技術(shù)能夠高效降解廢水中的有機(jī)物，包括難以生物降解的芳香族化合物和含磷、含氰等有毒物質(zhì)。通過優(yōu)化反應(yīng)條件和設(shè)備設(shè)計(jì)，UV-AOP系統(tǒng)可以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高去除率，顯著提高廢水的可生化性和處理效率。

2、環(huán)保性：UV-AOP處理過程中不產(chǎn)生二次污染，無需添加大量化學(xué)藥劑，只消耗電能和雙氧水。殘余的雙氧水在反應(yīng)末期會(huì)自然消散，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成額外負(fù)擔(dān)。此外，該技術(shù)還能有效去除廢水中的色度和異味，提升廢水處理后的水質(zhì)。

3、靈活性：UV-AOP設(shè)備技術(shù)具有較強(qiáng)的靈活性，可以根據(jù)不同廢水的水質(zhì)特性和處理需求進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)。通過調(diào)節(jié)紫外燈的波長、頻率和功率，以及控制雙氧水的加入量，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定污染物的定向去除。同時(shí)，設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)使得安裝、調(diào)試和維護(hù)更加便捷。

4、經(jīng)濟(jì)性：盡管UV-AOP設(shè)備技術(shù)初期投資相對(duì)較高，但其運(yùn)行成本相對(duì)較低。隨著技術(shù)的不斷成熟和規(guī)?；瘧?yīng)用，設(shè)備成本逐漸降低。此外，UV-AOP系統(tǒng)的高效性使得處理后的廢水能夠更容易地通過后續(xù)的生化處理系統(tǒng)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步降低了整體處理成本。

四、紫外光氧化催化系統(tǒng)通常由以下幾個(gè)部分組成：

1、紫外光源系統(tǒng)：包括紫外燈管、電源和冷卻裝置。根據(jù)處理需求可選擇不同波長和功率的紫外光源。

2、催化反應(yīng)器：是污染物降解的主要場所，設(shè)計(jì)形式多樣，包括懸浮式、固定床式、薄膜式等。反應(yīng)器的設(shè)計(jì)直接影響光利用效率和傳質(zhì)效果。

3、催化劑：是技術(shù)的核心，可通過摻雜、復(fù)合等手段改性以提高催化活性。

4、輔助系統(tǒng)：包括pH調(diào)節(jié)、氧化劑投加、溫度控制等單元，用于優(yōu)化反應(yīng)條件。

5、監(jiān)測控制系統(tǒng)：實(shí)時(shí)監(jiān)測處理效果并自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定高效運(yùn)行。

五、應(yīng)用案例

1、農(nóng)藥廢水：吡啶廢水，氮雜環(huán)，苯胺廢水，高含氰廢水，草甘膦，吡蟲啉廢水處理，殺菌劑廢水處理，殺蟲劑廢水處理，除草劑廢水處理。

2、制藥廢水：頭孢類激素廢水，氨基酸廢水，抗生素廢水，甲醇、乙醇、甲酸類廢水，糖類、蛋白質(zhì)、脂類廢水。

3、化工廢水：芳香豎廢水，含苯廢水，染料廢水，有機(jī)氮廢水，有機(jī)磷廢水，有機(jī)疏廢水，EDTA、MTBE、NDMA等高難度高cod高鹽有機(jī)廢水，顏料廢水  色酚廢水  萘酚廢水  甲醛廢水  橡膠助劑廢水。

4、垃圾滲濾液：鄰硝基苯胺等廢水，磷酸酯、鄰苯二甲酸酯、酚類，腐殖酸廢水，苯胺、烷基苯胺等廢水。

5、畜牧養(yǎng)殖廢水：養(yǎng)豬廢水，養(yǎng)蝦廢水，養(yǎng)牛廢水

六、未來，隨著材料科學(xué)、光學(xué)技術(shù)和智能控制的發(fā)展，紫外光催化技術(shù)將朝著以下方向發(fā)展：

1、全光譜利用：開發(fā)寬光譜響應(yīng)催化劑，實(shí)現(xiàn)紫外-可見光全譜段高效利用。

2、過程強(qiáng)化：通過外場協(xié)同，增強(qiáng)傳質(zhì)和量子效率。

3、精準(zhǔn)治理：針對(duì)特定污染物設(shè)計(jì)專用催化劑和工藝，實(shí)現(xiàn)選擇性降解。

4、智慧運(yùn)維：結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智能優(yōu)化和預(yù)測性維護(hù)。

5、低碳運(yùn)行：與可再生能源結(jié)合，降低碳足跡。

紫外光氧化催化技術(shù)作為一種高效、清潔的高級(jí)氧化技術(shù)，在有機(jī)污染物治理領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。大量研究和實(shí)踐表明，該技術(shù)對(duì)各類難降解有機(jī)物具有優(yōu)異的去除效果，在工業(yè)廢水、城市污水和廢氣處理等多個(gè)領(lǐng)域取得了成功應(yīng)用。通過優(yōu)化催化劑性能、反應(yīng)器設(shè)計(jì)和操作條件，可進(jìn)一步提高處理效率和經(jīng)濟(jì)性。

蘇州一清環(huán)保結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)，獨(dú)自研發(fā)了紫外高級(jí)氧化降維反應(yīng)設(shè)備，是高級(jí)氧化技術(shù)的一種，其主要原理是有機(jī)物在強(qiáng)氧化劑羥基自由基的作用下被氧化降解的過程，羥基自由基是雙氧水在特定波長紫外光的照射下產(chǎn)生的，紫外燈管的穩(wěn)定、高效運(yùn)行對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性起到至關(guān)重要的作用。紫外高級(jí)氧化降維反應(yīng)設(shè)備主要用于高難度高毒高鹽高濃制藥廢水的預(yù)處理，可以大幅度提升廢水的可生化性，提升蒸發(fā)效率，也應(yīng)用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、制藥、化工中間體、精細(xì)化工、印染等高難廢水的蒸發(fā)前處理和毒性去除，并適用于石油回注水及難降解低濃COD的定向去除，也可應(yīng)用于氰根離子，有機(jī)睛的去除。紫外高級(jí)氧化工藝還廣泛應(yīng)用于電鍍廢水破絡(luò)，工藝廢水破氰等方面。