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UED技術在鋼廠廢水處理中的應用
一、鋼廠廢水來源
鋼廠工業是我國水污染物排放重點行業，鋼廠廢水的來源分為生產工藝廢水和冷卻水兩個方面。
其中生產工藝廢水包含：煉鐵車間廢水、軋鋼車間廢水；
冷卻廢水包含：間接冷卻水、直接冷卻水；各類廢水的來源與水質特征如下表所示。
鋼廠工業廢水分類表
二、鋼廠廢水特點
2.1、主要污染物種類
重金屬離子：鋼廠廢水中含有大量的重金屬離子，如鐵、鋅、鉻、鎳、鉛等。這些重金屬離子對人體健康和環境具有一定的危害性。
油脂和乳化液：廢水中常含有油脂和乳化液，這些物質難以自然降解，會給廢水處理帶來較大難度。
酸堿廢水：鋼鐵生產過程中產生的廢水往往呈酸性或堿性，pH值不穩定，需要進行中和處理。
有機污染物：鋼鐵生產中使用的潤滑油、冷卻液和清洗劑等會產生有機廢水，這些有機物在水體中難以降解，會導致水體富營養化。
2.2、污染物特點：
成分復雜：鋼廠廢水中不僅含有上述污染物，還包含其他復雜的化學物質和雜質，如懸浮物、機械雜質等。
濃度高：廢水中污染物的濃度往往較高，如含油廢水中的油脂濃度高、乳化濃度高，給處理帶來挑戰。
毒性大：部分重金屬離子和有機污染物具有較大的毒性，如六價鉻等重金屬離子對環境和生物體具有嚴重的危害。
處理難度大：由于廢水成分復雜、濃度高、毒性大，傳統的廢水處理方法往往難以有效去除其中的污染物，需要采用先進的處理技術。
回收利用價值高：盡管鋼廠廢水含有大量污染物，但同時也含有豐富的熱能和水資源，具有很高的回收利用價值。通過合理的處理和回收系統，可以實現廢水的減量化、資源化和無害化。
三、鋼廠廢水常用處理工藝
鋼廠廢水常用處理工藝主要可以歸納為以下幾種：：物化處理、化學處理、生化處理以及多種方法的組合處理等。
物化法主要有初沉池、化學沉淀法、堿沉淀、酸沉淀、混凝+氣浮法、吸附法等方法，在不同的工藝階段處理掉不同的污染物。
化學處理主要有氧化還原法、臭氧氧化法和Fenton試劑法。
生化處理主要有活性污泥法、生物膜法、固定化床法等。
深度處理工藝主要有反滲透系統等傳統膜法等。
上述單一處理方法效果不理想，出水水質不穩定，通常采用多種工藝聯合處理，才能保證穩定的處理效果，同時產生大量的污泥、氣體、廢棄物。
四、UED設備
1、UED設備簡介
UED(Ultimate Electrocatalytic Decomposer)是目前已知最先進、處理能力最強的清潔環保氧化技術，它采用FCD電極(功能導電金剛廠)為陽極，在接通低壓電(<12V)情況下，可瞬間產生大量強氧化性物質如羥基自由基(OH·)等，將各類復雜的有機分子快速分解并最終轉化為無害的CO2和H2O，其反應速率較常規高級氧化技術(AOPs)提高3-5倍，且對有機分子的分解更為徹底，是去除高難廢水中COD、TOC、氨氮等指標的最佳工藝選擇。
2、反應機理
UED電催化氧化技術降解有機物的途徑包括直接氧化和間接氧化。直接氧化是通過有機污染物吸附在陽極表面以電子轉移形式實現有機物的氧化去除，有機物可直接轉變成CO2和H2O。間接氧化是通過在陽極表面間接產生自由基等活性中間產物或高氧化性的高價態金屬氧化物來實現有機污染物的氧化去除。
反應機理：H2O → OH· + e- + H+
2OH·→ H2O2
Cl- +OH·→ ClOH·-
降解污染物方式：
(1) 直接氧化：污染物在電極表面直接被氧化。
(2) 間接氧化：通過電化學反應生成具有強氧化性的中間產物，來間接氧化降解污染物。
機理示意圖
3、設備優勢
(1) 廣譜： 普遍適用于各行業高難度廢水處理，且能耐受極端的原水條件(如高鹽、高生物毒性、高濃度)。
(2) 高效： 超強的催化氧化分解能力，極短時間內實現有機分子的破環、斷鏈反應。
(3) 靈活： 源頭處理、預處理、達標保障，可與常規工藝無縫銜接。
(4) 清潔： 只需用電，無二次污染，常溫常壓運行。
(5) 便捷： 標準模塊裝備，無需土建及其他構筑物，生產、安裝、維護極度便捷。
4、UED設備對鋼廠廢水的處理效果
采用UED設備對鋼廠企業的煉鋼車間廢水進行了處理，結果如下表所示。
表1 某煉鋼廠廢水處理效果表
該煉鋼廢水中主要含 COD、高色度 等有機溶劑，水量約 100m³ /d ，廢水降解難度大。原處理工藝包括了臭氧、芬頓、生化等，但難以達標。如表1所示，經UED設備處理，反應時間不到 2 h，原水COD由 1500 mg/L降低至 300mg/L 以下，達標后排入工業園區污水系統。
表2 某鋼廠生產工藝廢水處理效果表
表2為某鋼廠產生工藝過程中產生的含 酚、氰和氨廢水。 處理量 20 0m³/d，原水COD濃度很高，且可生化性極差，采用UED設備進行處理，反應32小時后達到 500 mg/L以下水平，表明該設備對高C OD、 含 酚、氰和氨廢水 具有良好的去除能力。
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