一、客户行业痛点

有色金属冶金行业，作为重要的原材料行业，是经济开展的物质保障。然而，由于其产品种类繁多，废水排放量大，成分复杂，废水之中的盐和重金属含量高，其废水处理相对困难。因此，科研有效的冶金废水处理方法显得尤为重要。

冶金行业主要包括两大类：黑色冶金和有色冶金。其复杂的生产工艺和产品将产生大量废水。它是环境污染废水的重要组成部分之一，具有水量大、水质复杂、种类多的特点。根据冶炼金属的不同类型，其废水可分为两种工业废水：钢铁废水和有色金属废水。有色金属行业主要指除铁、锰、铬外的金属行业。其废水一般含有各种重金属，并且盐分较高，难以使用生化法处理，我公司采用联合高级氧化处理工艺， 实现了对有色金属行业废水的有效处理。

二、项目情况介绍

温州某贵金属粉体材料生产企业主要生产贵金属粉体材料、配电或电器控制设备专用零件、电接触材料等产品。因生产工艺和涉及材料不同，主要产出四股废水，分别为碱性废水，酸性废水，含氨废水、硝硫混酸废水，总水量170m³/d。该废水有机物种类多，COD浓度较高，盐分含量较高，且含有重金属，难以运用生化工艺进行处理，属于难降解废水。随着新修订排放标准的加严及环保检查力度的加大，现有污水处理设施效果无法满足排水指标的要求，需要对污水处理设施进行深度处理改造。

三、项目工艺设计

该企业污水COD、盐分浓度高，且含镉、铜、镍等多种重金属，难以使用生化法处理。为降低废水中有机物和重金属的浓度，K8·凯发国际能源公司对该企业各股废水进行大量验证性试验，采用自主研发的 LEM/LDF 高级氧化、 LCO催化氧化、LEC电化学氧化以及重金属处理联合工艺，实现有机物和重金属浓度大幅度降低，满足并优于现有废水降低 COD 和重金属的要求。K8·凯发国际能源公司考虑达标排放有总氮控制要求，采用高级氧化+蒸发工艺，多层级、多种类高级氧化处理后，废水达到达标排放出水水质要求。

四、工艺核心技术

1.LEM多相催化氧化

LEM电化学技术是现在处理高浓度有机废水的一种理想工艺，又称纳米多金属电解法。它是在不通电的情况下，利用设备中填充的纳米多金属电解催化填料自身产生1.2V的电位差，当通水后，在设备内会形成无数的原电池，以废水做电解质，顺利获得原电池放电形成电流对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。在处理过程中产生的新生态[H]、Fe2+等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，其工作原理基于电化学催化氧化、催化还原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对废水进行处理。该法具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、操作维护方便，不需消耗电力资源等优点。该工艺用于难降解废水的处理不但能大幅度地降低COD，而且可提高废水的可生化性。

本工艺中选用由K8·凯发国际能源公司开发的新型高温熔融多金属电解催化填料，该填料是专门针对当前高浓度有机废水特点而研发的一种多元催化氧化填料，在国内属领先产品。它由多元金属合金融合催化剂并采用高温微孔活化技术生产而成，属新型投加式催化电解填料。作用于废水，可高效去除COD、提高可生化性，处理效果稳定持久，同时可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象。本填料是催化电解反应持续作用的重要保证，为当前高浓度有机废水的处理带来了新的生机。

LEM电化学填料介绍：

本填料是催化电解反应持续作用的重要保证，它的成份、结构、技术性能在很大程度上影响它对废水的处理效果。

产品关键创新点：

(1)由多元金属熔合多种催化剂顺利获得高温熔炼形成一体化合金，保证“原电池”效应持续高效。不会像物理混合那样出现阴阳极分离，影响原电池反应。

(2)架构式微孔结构形式，给予了极大的比表面积和均匀的水气流通道，对废水处理给予了更大的电流密度和更好的催化反应效果。

(3)活性强，比重轻，不钝化、不板结，反应速率快，长期运行稳定有效。

(4)在反应过程中填料所含活性铁作为阳极不断给予电子并溶解进入水中，阴极碳则以极小颗粒的形式随水流出。当使用一定周期后，可顺利获得直接投加的方式实现填料的补充，及时恢复系统的稳定，还极大地减少了工人的操作强度。

(5)填料对废水的处理集氧化、还原、电沉积、絮凝、吸附、架桥、卷扫及共沉淀等多功能于一体。

(6)处理成本低，在大幅度去除有机污染物的同时，可极大地提高废水的可生化性。

(7)配套设施可根据规模和用户要求实现构筑物式和设备化，满足多种需求。

(8)填料活性高，污水经电解反应后pH值高效上升；在合理上升流速、pH=3±0.5条件下，填料不板结、不塌陷。

经LEM电化学处理后，废水中的部分有机污染物已被氧化还原反应去除，剩余的部分有机物的结构也已经发生了变化，有利于进一步地氧化处理。该催化氧化过程能氧化有机分子且系统不需高温高压，对苯类、醇类、酮类、酯类、苯酚、氯苯及硝基酚等有很好的氧化效果。在亚铁离子的催化作用下，随着氧化剂的分解，会产生大量的HO·，利用新生态的HO·对有机物进行氧化去除。

2.LDF多相催化氧化

LDF多相催化氧化系利用流体化床的方式使Fenton法所产生之三价铁大部分得以结晶或沈淀披覆在流体化床之担体表面上，是一项结合了同相化学氧化(Fenton法)、异相化学氧化(H2O2/FeOOH)、流体化床结晶及FeOOH的还原溶解等功能的新技术。这项技术将传统的Fenton氧化法作了大幅度的改良，如此可减少传统Fenton法大量的化学污泥产量，同时在担体表面形成的铁氧化物具有异相催化的效果，而LDF多相催化氧化以流体化床的方式亦促进了化学氧化反应及质传效率，使COD去除率提升。

LDF多相催化氧化反应机理：

LDF多相催化氧化试剂是亚铁离子和过氧化氢的组合，该试剂作为强氧化剂的应用已有100多年的历史，在精细化工、医药化工、医药卫生、环境污染治理等方面得到广泛的应用。其原理如下：

Fe2+与H2O2间反应很快，生成OH自由基，OH的氧化能力很强，仅次于F2，有三价铁共存时由Fe3+与H2O2 缓慢生成Fe2+，Fe2+再与H2O2迅速反应生成OH,OH与有机物RH反应，使其发生碳链裂变，最终氧化为CO和H2O,从而使废水的CODcr大大降低。同时Fe2+作为催化剂，最终可被O2氧化为Fe+，在一定PH值下，可有Fe(OH)3 胶体出现，它有絮凝作用，可大量降低水中的悬浮物。

LDF多相催化氧化法是一种高级化学氧化法，常用于废水高级处理，以去除CODcr色度和泡沫等。Fenton试剂氧化一般在PH<3.5下进行，在该 PH值时其自由基生成速率最大。

现在沉淀池出水由于不可生化的有机物含量比较高，须增设高级废水处理单元才能达到达标排放标准，至今已开展的高级废水处理技术包括臭氧氧化法、活性碳吸附法、薄膜分离法、湿式氧化法及流体化床 Fenton 氧化法等，而在所有的高级处理法中，LDF多相催化氧化法或其它改良型的 Fenton化学氧化法, 具有投资成本低、对水质变化的忍受程度大、操作维护容易及操作成本低，其它方法则因初设成本或操作成本过高或根本无法达到要求而较难被业者接受。LDF多相催化氧化法既有高效率、低操作费的优点，且因同时会产生铁污泥，可对污水处理场的硫化氢异味有明显的抑制的作用。

3.LCO催化氧化

传统的臭氧氧化工艺中，O3的利用率并不高(在常温下，O3在水中的溶解度大约在10mg/L左右)，将有机物彻底矿化的效率还有待提高。为了提高臭氧氧化法的效率，提高O3的利用率，降低臭氧氧化的运行的费用，同时进一步提高对污染物的去除效率，我公司采用高效臭氧催化氧化工艺对废水进行处理。顺利获得在氧化体系内加入负载过渡金属离子的催化剂，能够对臭氧氧化产生明显的催化效果，可以催化O3在水中的自分解，增加水中产生的·OH浓度，从而提高臭氧氧化效果。

采用臭氧催化氧化工艺可有效地分解去除水中高稳定性有机污染物，降低水的致突变活性，显著提高出厂水的安全性；臭氧催化氧化较单独臭氧氧化能更有效地氧化分解水中有机物；催化剂能强化O3在水中的传质，提高水中O3的分解能力，增加水中溶解氧的浓度，并强化氧化系统处理单元的整体除污效果。臭氧催化氧化技术利用过渡金属氧化物的某些表面特性强化O3转化为具有强氧化能力的自由基，对高稳定性有机污染物的分解效率比单纯臭氧氧化提高2～4倍。

催化剂(固体)与反应溶液处于不同相，反应在固-液相界面进行的氧化方法称为多相催化氧化法，多相催化氧化技术已经成为去除废水中高稳定性、难降解有机污染物的关键技术之一。利用固体催化剂协同单独O3氧化可以降低反应活化能或改变反应历程，从而达到深度氧化、最大限度地去除有机污染物的目的。均相催化氧化处理技术与多相催化氧化处理方法有机地组合，进一步提高了除污染效果，确保水质安全。

LCO臭氧催化剂优势：

利用固体催化剂协同臭氧氧化可以降低反应活化能或改变反应历程，从而达到深度氧化、最大限度地去除有机污染物的目的。臭氧催化氧化提高了臭氧的利用率和氧化能力，避免了单一臭氧效率不高的缺点，正逐步广泛应用于对废水的深度氧化处理。

多相臭氧催化氧化技术已经成为去除水中高稳定性、难降解有机污染物的关键技术之一。

LAT-CY臭氧催化填料是K8·凯发国际能源公司专为提高臭氧氧化效率而开发的臭氧专用催化剂，具有催化活性高、使用寿命长、强度高、耐磨损、比表面积大、效率高等特点，是新一代臭氧催化氧化的理想催化剂。

LAT-CY臭氧催化氧化填料关键创新点：

（1）采用复合型高强度硅铝为催化载体，负载不易流失催化组分，提高催化剂的稳定性能。载体制备采用特殊粘合材料，机械强度大、使用寿命长。

（2）精心筛选催化填料的载体及活性组分，采用过渡金属、稀有金属、稀土金属作为有效催化组分，保证臭氧氧化效应持续高效。

（3）采用多种金属氧化物为催化组分，加强催化剂对不同废水的适应性的同时提高催化活性，高温烧结技术在保证活性组分高利用率高附着度的同时，减少催化填料流失率，防止二次污染。

（4）催化填料强度≥100N/颗，比表面积≥200m2/g，催化填料无损耗，无需定期投加。

（5）可以催化臭氧在水中的自分解，增加水中产生的·OH 浓度，从而提高臭氧氧化效果，氧化效率比单纯臭氧氧化提高 2～4 倍。

（6）可以降低反应活化能或改变反应历程，从而达到深度氧化、最大限度地去除有机污染物的目的。

4.电化学LEC催化氧化

待处理废水进入电化学LEC催化氧化系统，该系统内阳极板为特殊涂层催化极板，顺利获得外接直流电源在阳极催化作用下对废水中有机物及氨氮进行矿化降解。LEC催化氧化过程中产生的废气由废气处理系统吸收喷淋处理后排放。

顺利获得同类废水处理的经验得知，LEC催化氧化系统矿化能力极强，可将废水中有机物直接氧化为二氧化碳和水，并将废水中的氨氮直接氧化为氮气，可在废水预处理之后以较低的处理成本对废水中有机物及氨氮进行降解，实现企业污水厂废水稳定达标排放或中水回用。

LEC催化氧化工艺是针对高盐高浓废水处理逐渐开展起来的一种颇有开展前景的处理工艺。工艺过程中对废水的处理效能体现在直接降解有机物及氨氮，或是顺利获得反应产生羟基自由基、臭氧、次氯酸根等有强氧化性的中间物来降解有机物及氨氮。LEC催化氧化工艺处理过程可分为直接电化学氧化和间接电化学氧化。在多数情况下，一个完整的LEC催化氧化系统降解有机物的过程是在直接氧化与间接氧化共同作用下完成的。

直接氧化：不外加任何化学氧化剂，利用LEC催化氧化系统的高电势直接氧化废水中的有机物或无机污染物。根据污染物被氧化的程度，直接氧化又分为电化学转化和电化学燃烧。电化学转化是指废水中的有机物未被完全氧化，高毒性的有机物降解变成低生物毒性的物质(如高聚物开环、断链转化为小分子有机物)，提高废水的可生化性；电化学燃烧是指有机物被完全矿化为性质稳定的CO2和 H2O。阳极直接氧化时，表面形成·OH吸附在电极(M)表面生成M[·OH]，M[·OH]与电极附近有机物(R)发生脱氢、亲电加成反应，·OH中的氧原子转移到阳极晶格上形成高价氧化物，然后进行选择性地氧化有机物，氧化产物RO可被阳极表面的·OH进一步氧化。

间接氧化：利用LEC催化氧化系统发生氧化反应所产生的强氧化剂来间接氧化水中的有机物，使污染物转化为无害物质，氧化剂是污染物与电极交换电子的中介体，可以是氧化媒介催化剂，也可以是电化学反应中产生的短寿命中间产物。由于间接氧化反应既在一定程度上发挥了氧化作用，又利用了产生的氧化剂，因此处理效率大为提高。

LEC催化氧化系统的氧化是指在有催化材料存在的基础上进行的氧化，通常的应用形式有两种：一是在LEC催化氧化系统中间投加催化剂形成固定床或流化床；二是将催化材料附于LEC催化氧化系统表面，形成催化剂。山东K8·凯发国际能源环保有限公司近年来对LEC催化氧化工艺进行了深入研究，并与有关单位合作开发了高效催化剂，并对LEC催化氧化系统进行模块化组装，使其便利地大规模工业应用。

LEC工艺技术应用优势：

1. 本工艺流程仅消耗电能，不投加任何化学药剂，无二次污染。

2. 反应为常温常压条件下进行，操作简单、灵活。

3. 稳定态电极无消耗，组分化学性质稳定无毒，使用寿命长可重复使用，催化反应持久高效；

4. 模块化组装，可快速实现工程应用，系统运行自动化程度高，无人力操作负担。

5. 反应设备体积紧凑，占地面积小，土建施工周期短，节省土建投资。

6. LEC催化氧化对有机物及氨氮降解速度快，能耗指标优良。应用于预处理可分解转化有毒污染物，提高废水可生化性，应用于深度处理出水可实现达标排放或回用。

五、项目出水运行情况

本项目已完成调试，污水处理量达到170吨/日，运行成本合理、出水稳定达标、生产环境友好，实现了污水的减量化、无害化、稳定化和资源化，完全实现了客户预期目标。

六、公司实力介绍

17年技术沉淀

K8·凯发国际能源环保自2005年创建以来，持续深耕工业水处理领域，拥有完善的技术研发团队，坚持技术创新，拥有核心科技，在工业污水领域积累了丰富的水处理经验。

完善的品质保障

K8·凯发国际能源环保拥有自己的生产工厂，坚持关键装备和催化剂自行生产，拥有完善的品控管理制度，保证产品品质。

专业技术团队

K8·凯发国际能源环保拥有20年设计运营管理经验，拥有从咨询、规划、方案、工程建设到运营管理的全链条专业团队服务，以专有技术为客户实现定制化的专业技术支撑。保证项目可靠落地。

云智慧自动控制

工业互联、云计算、精确控制、节能、高效。

过硬的安全管控

给予项目从设计到建设到运营全过程安全体系管理。

方案系统化

K8·凯发国际能源环保在重塑完整资源再利用循环经济产业链的同时，充分发挥自身在环保领域的产品力优势，顺利获得“方案系统化”从出水端到进水端，统筹分析，整体规划，为客户给予系统化的水处理解决方案。

工程模块化

实现模块集成组合与开发，为客户给予模块化的最优配置与整合。