臭氧氧化法深度處理煤化工廢水

發布時間：2023-12-22

　　作為一系列能夠將低濃度難降解有機物完全礦化的水處理方法，臭氧氧化法的研究和應用成為水與廢水處理的熱點。同時，煤化工廢水中含有大量難降解有機物，雖然可以使用生物降解法等進行二級處理，但是很難將其中的有機物完全去除。本文總結了臭氧高級氧化法在煤化工廢水中的研究現狀，并進行分析和評價，以期對正在進行和將要進行的工業化應用起到指導作用，達到廢水零排放的目標。

　　煤化工廢水深度處理方法

　　污水深度處理是指城市生活污水或工業廢水經一級、二級處理后，為了達到一定的回用水標準使污水作為水資源回用于生產或生活的進一步水處理過程。煤化工廢水經生化處理后，出水的COD、氨氮等濃度雖有大幅度下降，但由于難降解有機物的存在使得出水的COD、色度等指標仍未達到排放標準。目前，煤化工廢水行業中常用的深度處理方法包括吸附法、混凝沉淀和臭氧高級氧化法。

　　1.吸附法

　　吸附法是將吸附劑投加到污染水體，通過吸附劑與水體中目標污染物的物理吸附、化學吸附或者交換吸附過程而達到凈化廢水的目的的方法。同時，可以通過吸附解吸作用實現吸附劑的再生和循環利用。目前在煤化工廢水吸附法深度處理中常用的吸附劑是粉煤灰和活性炭。但是該法存在吸附劑用量大，費用高、易產生二次污染等問題，特別是吸附劑對于低濃度的難降解有機物的吸附效果有限。

　　2.混凝沉淀法

　　混凝沉淀法是將絮凝劑添加到水體中，通過壓縮雙電層電中和、吸附架橋、網捕卷積等機理強化重力沉淀過程，從而實現有機物的沉淀，達到固液分離的目的。在煤化工廢水中，常用的絮凝劑包括無機絮凝劑如聚鋁、聚鐵和有機絮凝劑如聚丙烯酰胺等，有時，也可在水體中加入適當的助凝劑。該方法可有效降低廢水中的濁度。但是該法的工藝條件要求苛刻，很容易引起沉淀再溶解，而在煤化工過程中，廢水的成分復雜，因此該法的應用有限。

　　3.臭氧高級氧化法

　　高級氧化法是20世紀70年代發展出來的新型技術，目前研究成熟的方法是臭氧催化氧化法和Fenton法，其余方法大部分處于研究階段。但是，在我國，高級氧化法已經部分應用于煤化工廢水深度處理中。

　　臭氧化學性質活潑，其氧化能力僅次于氟，其原子在游離時可以瞬間產生強力的氧化作用。目前，國外已經將臭氧廣泛用在飲用水處理及工業廢水處理中，在國內由于臭氧本身的不穩定性及基建和運行成本較高，臭氧在生活和工業上的應用受到一定限制。單獨的臭氧氧化已經很難滿足當今日益嚴格的環保標準。目前已經發展出均相臭氧催化氧化技術、非均相臭氧催化氧化技術及臭氧與其他過程耦合的高級氧化聯用技術等，這些方法都在一定程度上提高了氧化效率，改善了出水水質。

　　均相臭氧催化氧化相對于非均相臭氧氧化，異相間傳質阻力小。該類氧化技術所使用的催化劑大多是過渡金屬離子，如Fe(II)、Mn(II)、Ni(II)、Co(II)、Cd(II)、Cu(II)、Ag(I)、Cr(III)、Zn(II)等，這些金屬離子的性質決定了反應速率、反應選擇性及臭氧的消耗量與均相臭氧催化氧化相比，非均相臭氧催化氧化在工業上有更為廣闊的應用前景。目前廣泛使用的非均相催化劑包括金屬氧化物(如MnO2、Al2O3、TiO2等)、金屬或金屬氧化物負載在金屬氧化物上(如Cu-Al2O3、Cu-TiO2、Ru-CeO2、TiO2/Al2O3等)以及其它多孔材料等(如活性炭、硅膠、粘土)。Huang等報道了使用ZnO作為催化劑催化臭氧化處理2，4，6-三氯苯酚(TCP)，30 min內去除率達到99.8%，而相同條件下無催化劑TCP的去除率不足75%。

　　目前，這種方法還僅停留在理論研究階段。雖然這種水處理方法能有效地去除廢水中的污染物且能耗低，但是有時也會產生一些光化學產物而造成二次污染。由于光的透過性要求，該法在處理低濃度的煤化工廢水中有著應用價值。

　　德蘭梅勒專業提供電化學氧化技術、濕式氧化技術、光催化氧化技術、臭氧催化氧化技術、UV聯合工藝氧化技術、高級生物氧化技術，技術廣泛應用于工業有機廢水處理、抗生素制藥廢水、含氰廢水處理及其他水處理除氧工藝流程的應用。