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臭氧催化試驗(yàn)裝置處理焦化廢水的效果分析

 

焦化廢水是煤制焦炭、煤氣凈化及焦化產(chǎn)品回收過(guò)程中產(chǎn)生的高濃度有機(jī)廢水,成分復(fù)雜,含有數(shù)十種無(wú)機(jī)和有機(jī)化合物,無(wú)機(jī)化合物主要是銨鹽、硫氰化物、硫化物、氰化物等,有機(jī)物主要有苯酚及其衍生物(約占60%)、苯類及其衍生物(約占10%),以及其他多環(huán)、雜環(huán)有機(jī)化合物共50 多種 ,其中吡啶、喹啉、萘和苯酚是焦化廢水中典型的難降解有機(jī)物,由于其毒性大,具有致畸、致癌和難生物降解等特點(diǎn),致使傳統(tǒng)生物處理方法對(duì)其降解效果不佳,出水化學(xué)需氧含量(CODcr )濃度偏高 ,難以達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

 

目前國(guó)內(nèi)焦化廢水的主要處理方法是生化法,多采用A/ O、A2 / O、A2 / O2 及序批式活性污染法(SBR)工藝等,但這些生化工藝對(duì)難降解有機(jī)物的去除效果較差, 出水CODcr 在200 ~50 mg/ L ,無(wú)法達(dá)到《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16171—2012)的要求,因此一般焦化企業(yè)在生化法處理焦化廢水的工藝末端,通過(guò)投加氧化劑、混凝劑、絮凝劑等多種藥劑,采用強(qiáng)制混凝沉淀的方法,使處理出水達(dá)到排放要求。而這種物化方法具有運(yùn)行成本高、人工操作負(fù)荷大、出水水質(zhì)波動(dòng)大的缺點(diǎn), 出水CODcr 在70 ~120mg/ L。隨著國(guó)家逐步實(shí)行更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn),焦化廢水無(wú)法達(dá)標(biāo)排放、回用,嚴(yán)重制約了焦化行業(yè)的清潔發(fā)展。研究和開(kāi)發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)的焦化廢水的深度處理技術(shù)與工藝,對(duì)于減少環(huán)境污染、實(shí)現(xiàn)水資源的再生利用具有重要意義。

 

臭氧催化氧化技術(shù)是一種高效的污水深度處理技術(shù),是近年來(lái)工業(yè)污水處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。臭氧催化氧化法即在傳統(tǒng)的單獨(dú)臭氧氧化體系中引入催化劑,以提高臭氧的氧化電勢(shì),同時(shí)利用催化劑協(xié)同臭氧氧化可以降低反應(yīng)活化能或改變反應(yīng)歷程,誘導(dǎo)臭氧分解產(chǎn)生比臭氧活性更高且?guī)缀鯚o(wú)選擇性的各類自由基(主要為羥基自由基·OH) ,達(dá)到快速、 很大限度去除有機(jī)物的目的。與其他處理方法相比,臭氧催化氧化技術(shù)具有反應(yīng)條件溫和、處理效果好、便于連續(xù)操作、適用范圍廣和無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn) ,在焦化廢水的深度處理方面,具有很好的應(yīng)用前景。本文采用臭氧催化氧化工藝進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)中試,對(duì)深度處理焦化廢水進(jìn)行研究,以期為工程設(shè)計(jì)和實(shí)施提供參考。

 

1)廢水初始pH 值、臭氧投加量和反應(yīng)時(shí)間對(duì)臭氧催化氧化工藝深度處理焦化廢水生化出水效果均有一定影響。 很佳試驗(yàn)條件為:初始pH 值為中性或偏堿性,臭氧投加量為80 mg/ (L·h),反應(yīng)時(shí)間為1.5 h。試驗(yàn)結(jié)果為工藝選擇和工程設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

 

2)采用臭氧催化氧化工藝深度處理生化后焦化廢水,催化劑的高催化活性起到了重要作用。采用自有催化劑SODO-Ⅱ的臭氧催化氧化的反應(yīng)速率是臭氧單獨(dú)氧化的3.35 倍,且同等條件下對(duì)CODcr 的去除率提高了50%。

 

3)在 很佳試驗(yàn)條件下,進(jìn)水CODcr 為140 ~200 mg/ L,采用自有催化劑SODO-Ⅱ(γ-Al2O3 負(fù)載型雙組分金屬氧化物)進(jìn)行68 d 的連續(xù)中試試驗(yàn)結(jié)果表明,CODcr 平均去除率大于60%,出水均滿足《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》( GB 16171—2012)的直接排放限值要求,且工藝運(yùn)行穩(wěn)定。催化劑使用前后,比表面積、孔結(jié)構(gòu)等均未發(fā)生明顯變化,催化劑未發(fā)生失活現(xiàn)象。噸水運(yùn)行費(fèi)用為1.30元左右,僅是傳統(tǒng)強(qiáng)制混凝沉淀工藝的1/4 ~ 1/2,同時(shí)臭氧催化氧化技術(shù)處理焦化廢水不增加水中含鹽量,降低了焦化廢水回用工藝段膜工藝的污染風(fēng)險(xiǎn)。由此表明,采用臭氧催化氧化工藝深度處理生化后焦化廢水是可行和有效的。

 

文章摘自：何　燦1,劉鯉粽2,何文麗3(1. 英諾偉霆(北京)環(huán)保技術(shù)有限公司,北京　100011;2. 煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司,北京　100013;3. 北京清大國(guó)華環(huán)境股份有限公司,北京　100085)