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催化氧化技术在焦化废水处理的运用

发表时间:2019-08-21浏览次数:0次
高盐高有机废水一直是环保治理的难题,本文我们来聊聊焦化废水处理的方式方法,另外介绍一下催化氧化技术在其废水中的运用。

焦化废水是含芳香族化合物与杂环化合物的典型废水,有机污染物以酚类化合物为主,占有机污染物的一半以上,另外还有多环芳香族化合物和含氮、氧、硫的杂环化合物等;无机污染物主要以氢化物、硫氢化物、硫化物、氨盐等为主,属有毒有害高浓度有机废水,处理难度很大,尤其是未经脱酚蒸氨除油处理的废水,酚、NH3一N、油含量都很高,处理工艺复杂,运行费用高,而且最终出水COD、NH3一N、油难以达标排放。

焦化废水的大量排放,不仅对环境造成严重污染,而且会直接威胁到人类的健康。许多物质不但难以生物降解,通常还是直接或间接的致癌物质。因此,焦化废水治理技术是一个国际性的难题,目前国外的治理水平与我国基本一致。

焦化废水的来源及成分

焦化废水的主要来源于炼焦制气、煤气净化、化工产品回收加工等工序,包括剩余氨水、沥青冷却水、终冷退水、两苯分离水、粗苯分离水、精苯分离水、 焦油洗涤废水、生化污水及其它废水。焦化废水中主要含有氨氮、酚、氰、硫化物及数百种有机物,成份复杂,还含有氰 、无机氟离子和氨氮等有毒有害物质,污染物色度高,属较难生化降解的高浓度有机工业废水。因此焦化废水的处理,一直是国内外废水处理领域的一大难题。

处理技术介绍

催化湿式氧化技术

催化湿式氧化技术是在高温、高压状态下,在催化剂作用下,使用空气将废水中的氯氮和有机污染物氧化,最终转化成无害物质N2和CO2排放。该技术的研究始于20世纪70年代。炼焦化工、石油化工,特别是有毒污染物如:农药、染料橡胶、合成纤维、易燃、易爆及难于生物降解的高浓度废水都适合于催化湿式氧化处理。对高浓度的氨氮和有机焦化废水具有很好的处理效果,缺点是催化剂价格昂贵。

在我国,鞍山焦耐院与中科院大连物化所合作,曾经成功地研制出双组分的高活性催化剂,对高浓度的含氯氮和有机物的焦化废水具有极佳的处理效果。湿式催化氧化法具有适用范围广、氧化速度快处理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等优点。但是,由于其催化剂价格昂贵,处理成本高,且在高温高压条件下运行,对工艺设备要求严格,投资费用高,国内很少将该法用于废水理。

电化学氧化技术

电化学氧化技术电化学水处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或利用电檄表面产生的强氧化性活性物质使污染物发生氧化还原转变。研究人员采用PbO2/Ti作为电极,对电化学氧化法处理焦化废水进行了研究,结果表明:电解2小时后,废水中的COD由2143mg/L降到226mg/L,去除率为89.5%。废水中约为760mg/L的NH3一N也被同时去除。研究中发现,电极材料、氧化物浓度、电流密度和PH值对COD的去除率和电化学氧化过程中电流的效率有著影响。另外,电解过程产生的氯化物/高氯化物,能引起非直接氧化,这种氧化在去除焦化废水中污染物的过稃中具有重要的作用。

研究人员采用Ti/SnO2+Sb2O3+ MnO2/PbO2处理焦化废水,使酚的去除率达到95.8%,其电催化性能比Pb电极优良,比Pb电极可节省电能33%。目前的研究表明,电化学氧化法氧化能力强、工艺简单、不产生二次污染,是一种前景比较广阔的废水处理技术。

光催化氧化法

催化氧化法是由光能引起电子和空隙之间的反应,产生具有较强反应活性的电子(空穴对),这些电子(空穴对)迁移到颗粒表面,便可以参与和加速氧化还原反应的进行。光催化氧化法对水中酚类物质及其他有机物都有较高的去除率。研究人员在焦化废水中加人催化剂粉末,在紫外光照射下鼓入空气,能将焦化废水中的所有有机毒物和颜色有效地去除。在最佳光催化条件下,控制废水的流量为3600mL/h,就可以使出水COD值由472mg/L降至100mg/L以下,且检测不出多环芳烃。

目前,这种方法还仅停留在理论研究阶段。这种水处理方法能有效地去除废水中的污染物且能耗低,有着很大的发展潜力。但是有时也会产生一些有害的光化学产物,造成二次污染。由于光催化降解是基于体系对光能的吸收,因此,要求体系具有良好的透光性。所以,该方法适用于低浊度、透光性好的体系,可用于焦化废水的深度处理。

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