化学氧化
许多先进的化学氧化技术是基于羟基自由基的生产,拥有一个非常高吗氧化潜力(+ 2.73 V);减少所需的温度(因此压力)湿法氧化,它长期以来一直建议有机污染废水应该芬顿处理反应物,如过氧化氢在铁的盐的存在。在芬顿过程的完成依赖于过氧化氢氧化:有机污染物比例(通常2:1枚枚):催化剂:过氧化比率(ca。1: 10摩尔:摩尔)和pH值(3和4之间);氧化的速率是由初始Fe11浓度和温度。通常,盐添加量较低,小于20毫米,但是有芬顿过程运行在更高浓度的例子,最近60毫米。综合分析的芬顿反应为水净化和恢复报道,收益率和利率可以增强协助光化学和电化学反应。给予足够的时间,一长串的化学物质可以被完全摧毁的芬顿过程,除了,而令人惊讶的是,一些常见的羧酸如乙酸、马来和反丁烯二酸,丙酮是经常发现在芬顿处理的废水——形成原位氧化的各种前兆。更高的顽抗芬顿处理上述化合物维持生物治疗的使用OMWW的解毒。Bressan et al。(2004)评估,在实验室规模,可能的优势,疗效和防止污染方面的有效性,结合和催化的协同作用氧化处理在液相通过使用一个铁/过氧化氢系统与先进的微生物生物技术。OMWW被氧化的化学计量量高达80 - 90%稀释过氧化氢的存在(35%)和水溶性铁催化剂,Fe11或有限元法,在浓度1% w / w,即更大比传统芬顿过程报告。联合行动,选择微生物财团的矿化活动被用来降解残留挥发性和不挥发的有机化合物为二氧化碳和生物质(表20.5)。结果表明,操作方法能减少废水的潜在影响。化学氧化过程的特点是事实进行的大量的盐,铁铁或铁,在超过0.05摩尔l - 1,因此远远超出的金额通常为传统芬顿过程报告。在这些条件下,与普遍的看法相反,强烈氧化废水污染是完全竞争与过氧化氢的歧化作用,因此几乎所有的添加过氧化氢消耗执行中止鳕鱼,用很少的有机物的反应混合物。此外,由于氧化是非常快,没有光化学和电化学援助是必要的。可以控制过程的放热性标志逐渐增加铁的盐或废水的氧化剂。
观察到在芬顿处理的效率在铁浓度30至50毫米(约0.1% w / w (Fe)调查的是最意想不到的发现,有力地说明,不同的机制发生时使用更小的或更大的铁浓度。随着普遍接受的羟基自由基的芬顿反应机制,近年来几种不同的假设
鳕鱼残留 |
后两个参数 |
||||
添加 |
(COD去除率%) |
治疗 |
|||
过氧化氢(%) |
化学生物 |
CFU mL-1 |
总ATP |
总酚 |
胃肠道 |
治疗治疗 |
(日志) |
(ng mL-1) |
(%) |
(%) |
|
0 |
未经处理的样品 |
||||
11.4 11.4 (0)(0) |
1.7 |
3.5 |
1.24 |
26.0 |
|
0 |
未经处理的样品 |
||||
11.4 (0)5.8 (49) |
5.48 |
9.01 |
0.75 |
45.5 |
|
15 |
4.90 (59)4.30 (62) |
4.62 |
8.60 |
0.44 |
71.5 |
30. |
4.35(62年)3.25 (71) |
5.39 |
8.72 |
0.32 |
78.5 |
60 |
2.20(81年)1.20 (90) |
5.24 |
8.10 |
0.27 |
81.0 |
One hundred. |
1.70(85年)1.15 (90) |
4.39 |
8.44 |
0.21 |
76.5 |
菌落,菌落;胃肠道、发芽指数。
菌落,菌落;胃肠道、发芽指数。
提出了,指着高的参与化合价的oxo-iron复合物,正如前面确实布雷和Gorin提出的(1932)。FeIII平行反应也可以设想,导致高化合价的和无功oxo-iron物种。极端的反应效率不允许我们区分是否激进的机制是操作,因为常见的羟基食腐动物,如2-proanol、氧化几乎立即消失。芬顿系统的工作原理有效地与一个很不寻常的铁/过氧化氢比(1/100左右,1:1氧化剂鳕鱼比枚:枚)。描述的化学处理基于芬顿反应表明的可能性,而有效地减弱OMWW的污染负荷,80 - 90%的鳕鱼。然而,治疗结果的可行的微生物群落的总消失(灭菌效果),可能由于过氧化氢直接行动的或有毒的中间体的形成。Sub-stoichiometric大量的氧化试剂(调制芬顿治疗)导致部分去除COD和改变化学成分的OMWW后续生物行动更有利的方式。即使长时间(15天)是必要的,生物治疗不仅允许进一步的成就,即使不那么重要,拆迁的鳕鱼(高达90%),但最后提供了直接克服内在的可能性低废水的发芽力。发芽的最终价值指数(GI)参数总是> 70%,极限,证明没有化学物质能抑制种子的萌发。这些胃肠道数据必须不仅与样品相比,只有化学治疗(GI 10%左右),但也只与样品处理的生物,即没有化学预处理,即使它是高(40%左右)仍不满意。 It is therefore reasonable that the chemical pre-treatment effectively removes important organic compounds that inhibit the biological oxidation.
流程的成本的主要成分是过氧化氢(目前ca。每公斤0.2€35%的解决方案,例如€0.009 /氧化等效);因此“软”化学预处理(60%的化学计量的需求)的平均OMWW鳕鱼80 000毫克l - 1(10枚l - 1)需要€54 mc-1,过氧化氢的消耗。治疗的另一个弱点与铁的大量盐有必要,50 - 100毫米,即2 - 5 g l - 1铁远远超出了标准接受铁废水(2 - 4毫克l - 1)。然而,应该注意的是,很大一部分的末尾添加铁分离的解决方案与不溶性氢氧化FeIII治疗,可以恢复在高收益率。这一点不能被低估,因为铁的盐初始OMWW样品总收益率明显的解决方案,可能是因为在场的络合能力非常集中的有机物。在反应的过程中,然而,几乎所有的有机物被破坏和小剩余数量的络合剂不能保持在溶液中大量的铁。佛罗伦萨等。
(2004)描述了聚合物支载的两种氧化方法试剂,然后最有效的组合有一个先进的生物过程使用的基础上选定的细菌。固相上的固定化氧化剂的使用是一个有利的技术由于试剂的简单处理,的机会回收和控制反应的可能性和产品产量,减少氧化副产物的形成。在这项研究中,收集OMWW在意大利南部和第一次进行了化学氧化过程与FeCl3然后生物治疗。后者是在混合的一个试验工厂,进行商业、选择细菌——适合多酚和脂质退化——接种。治疗的效果评估,COD去除率的程度,减少总酚类和降低毒性,使用的主要消费者水生食物链(轮虫Brachionus calyciflorus和甲壳纲动物水蚤麦格纳)。结果表明,化学氧化是有效减少所有的参数进行了分析。进一步降低被发现通过结合化学和生物治疗(表20.6和20.7)。——et al .(1999)利用臭氧单独和结合过氧化氢的紫外线辐射化学OMWW氧化作为一个有用的好氧生物氧化前的预处理步骤。这些过程允许高COD削减,几乎完全消失,芳香
表20.6苯酚去除由高效液相色谱法计算
(改编自佛罗伦萨et al ., 2004)
化合物的含量(%)
Protocatechic酸20
Hydroxytyrosol 72
儿茶酚53
酪醇10
4-Hydroxybenzoic酸10
香草酸2
参数 |
起始值 |
1天 |
的意思是减少(%)2天3天 |
4天 |
|
鳕鱼(mg l - 1) |
4000年 |
37.5 |
51.3 |
60.9 |
62.5 |
总酚(mg l - 1) |
16.2 |
14.8 |
25.0 |
46.1 |
60.2 |
有毒的单位Brachionus |
27.3 |
5.6 |
19.4 |
22.2 |
30.6 |
calyciflorus |
|||||
有毒的单位水蚤麦格纳 |
28.2 |
9.8 |
21.4 |
26.8 |
33.0 |
内容和颜色和温和的总碳减排。其他研究证明的效用photo-Fenton顽固的废水的预处理。大部分的化学过程已经证明了自己的价值在消除有毒化合物。另一方面,这些类型的治疗已被证明是昂贵的相比,生物的。此外,生物治疗,目前,大多数与环境兼容。因此,平托et al。(2003)报道的低分子质量从OMWW使用微藻,酚类,在最近的一次工作,OMWW受到生物退化需氧菌和兼性需氧细菌没有严格的厌氧菌。然而,重要的是要开发有效的生物顽固的化合物化学预处理过程,过程,降低毒性,提高物质的生物降解性,导致预处理的废水生物处理。Fernandez-Bolanos et al。(2002)探讨了在高收益的可能性获得hydroxytyrosol两相橄榄浪费和开展一系列的热液治疗。通常当一个木质纤维材料对水或蒸汽温度的范围160 - 240°C,一个autohydrolysis过程发生。根据使用的条件,解聚,打破lignin-carbohydrate债券,导致木质素的溶解低分子质量的碎片。由于这样的治疗,部分可溶性固体橄榄副产品。因为hydroxytyrosol通常oleuropein等其他分子的一部分,demethyloleuropein, verbascoside hydroxytyrosol糖甙作者定义的实验条件的最大浓度自由hydroxy-tyrosol也其他原始化合物(半纤维素、纤维素、残油)。主要的操作变量管理autohydrolysis过程(温度和反应的速度)是不同的。某些酸性和碱性催化剂的影响也被评估。Autohydrolysis扮演着一个重要的角色在这个水热预处理alperujo,导致液pH值在2 - 5的范围。不过,因为hydroxy-tyrosol orthodiphenol具有重要的营养特性,似乎强烈alperujo绑定到固相,严重的水解治疗需要隔离。其他有机化合物的复苏中水解将有助于降低成本和能源需求的过程。Fernandez-Bolanos et al。(2004)三种不同样品的alperujo特征并对其进行了热液治疗,没有酸催化剂。主要的可溶性化合物水解后由单糖木糖、阿拉伯糖和葡萄糖;和低聚糖甘露醇;和糖的产品销毁。低聚糖被尺寸排阻色谱法分离。 It was possible to obtain highly purified man-nitol by applying a simple purification method. Therefore, in suitable hydrothermal operational conditions, different mixtures of soluble oli-gosaccharides might be obtained.
564手册的废物管理和副产品20.5.6复苏堆肥
Lua和郭(1999)研究了获得堆肥和沼气的可行性从棕榈油生产过程的废水。除了空果串,1 - 2.5吨废水COD的50 - 65 g l - 1释放每吨棕榈油(Ibrahim et al ., 1984;纽约et al ., 1985)。废水可以利用的能量如果废水消化沼气反应器。一个高温厌氧消化过程是最可行的过程中,由于初始温度较高的废水(70 - 80°C)和高环境温度在热带地区,从而防止快速冷却的嗜中温温度范围(Ibrahim et al ., 1984)。在嗜热厌氧消化温度范围有利于石油的生物利用度棕榈油残渣的乳化。因为棕榈油废水的成分和浓度的米尔斯是相当恒定的,维持一个稳定的消化过程的主要焦点在于废水的温度。如果棕榈油厂废水(梨果)是消化固定床厌氧老化器在46岁°C和空间加载6.5公斤每天鳕鱼m3,相当于一个水力停留时间3.5天,92%的鳕鱼是退化的沼气(银et al ., 1998)。沼气的特定气体产量是1.25立方米每公斤石油,反应堆的体积气体产量是每天2.9 m3 m3和甲烷含量是72%。废水从橄榄油或葵花油可以用类似的效率、稳定提供,任何抑制酚类化合物废水的冷榨油品油被预处理(如Rivas et al ., 2001)。厌氧消化,carrier-mediated反应堆系统,如聚氨酯foam-bed反应堆(Rozzi et al ., 1989),已经成功应用。
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