臭氧高级催化氧化+微气泡降解有毒有害污染物研究

 

        近年来,高级氧化技术(AOPs)在煤化工废水深度处理中逐渐受到关注,包括Fenton 氧化和臭氧催化氧化,以破坏和去除废水中的难降解有毒有害污染物,并提高废水的可生化性.同时,工业废水深度处理通常考虑将臭氧氧化处理与生化处理相结合[10-12],以降低废水处理成本,其中臭氧氧化处理是决定污染物去除效率的主要因素.目前,微气泡技术在强化臭氧气液传质和提高臭氧利用效率及氧化能力方面表现出一定优势,因此基于微气泡臭氧氧化处理难降解污染物日益受到关注.研究者采用微气泡臭氧氧化处理染料、纺织、化纤等难降解工业废水,均证实臭氧利用率可达到99%以上,且微气泡臭氧可促进产生羟基自由基,从而显著增强氧化能力。

 

        本研究采用微气泡臭氧催化氧化-生化耦合工艺,对某实际煤化工废水生化出水进行深度处理.水质分析表明,该废水生化出水存在大量含氮杂环芳烃类污染物,可生化性极差,传统曝气生物滤池(BAF)对其COD去除率仅6.4%,难以采用生化工艺直接处理.本研究采用微气泡臭氧催化氧化含氮杂环芳烃类污染物,提高废水可生化性并去除部分COD,而后采用生化处理进一步去除COD 和氨氮.此外,还考察了微气泡臭氧催化氧化-生化耦合处理去除污染物性能,并分析了处理过程中含氮杂环芳烃类污染物降解和可生化性变化,以期为该耦合工艺应用于煤化工废水深度处理和含氮杂环芳烃类污染物去除提供参考.

 

 结论如下

1、MOR-BR 耦合工艺深度处理煤化工废水生化出水,MOR 中COD 平均去除率和去除负荷分别为26.4%和1.46kg/(m3·d),并将废水B/C值由0.038提高至0.30,从而改善后续BR中COD去除性能,得COD 总去除率达到62.4%,显著优于直接生化处理. MOR 降解含氮杂环芳烃后释放氨氮,其在BR 中被有效去除.此外,MOR-BR对UV254的总去除率可达68.9%.

2、GC-MS、紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱分析表明,含氮杂环芳烃是煤化工废水生化出水中主要难降解污染物.微气泡臭氧催化氧化可有效降解去除含氮杂环 芳烃,生成小分子有机物,提高废水可生化性.

 

 

作者：周洪政  刘平  张静  刘春  陈晓轩  张磊 

作者单位：河北科技大学环境科学与工程学院,河北省污染防治生物技术重点实验室,河北石家庄 050018