臭氧催化试验装置处理焦化废水的效果分析

 

焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度有机废水,成分复杂,含有数十种无机和有机化合物,无机化合物主要是铵盐、硫氰化物、硫化物、氰化物等,有机物主要有苯酚及其衍生物(约占60%)、苯类及其衍生物(约占10%),以及其他多环、杂环有机化合物共50 多种 ,其中吡啶、喹啉、萘和苯酚是焦化废水中典型的难降解有机物,由于其毒性大,具有致畸、致癌和难生物降解等特点,致使传统生物处理方法对其降解效果不佳,出水化学需氧含量(CODcr )浓度偏高 ,难以达到国家排放标准。

 

目前国内焦化废水的主要处理方法是生化法,多采用A/ O、A2 / O、A2 / O2 及序批式活性污染法(SBR)工艺等,但这些生化工艺对难降解有机物的去除效果较差, 出水CODcr 在200 ~50 mg/ L ,无法达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171—2012)的要求,因此一般焦化企业在生化法处理焦化废水的工艺末端,通过投加氧化剂、混凝剂、絮凝剂等多种药剂,采用强制混凝沉淀的方法,使处理出水达到排放要求。而这种物化方法具有运行成本高、人工操作负荷大、出水水质波动大的缺点, 出水CODcr 在70 ~120mg/ L。随着国家逐步实行更为严格的排放标准,焦化废水无法达标排放、回用,严重制约了焦化行业的清洁发展。研究和开发高效、经济的焦化废水的深度处理技术与工艺,对于减少环境污染、实现水资源的再生利用具有重要意义。

 

臭氧催化氧化技术是一种高效的污水深度处理技术,是近年来工业污水处理领域的研究热点。臭氧催化氧化法即在传统的单独臭氧氧化体系中引入催化剂,以提高臭氧的氧化电势,同时利用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,诱导臭氧分解产生比臭氧活性更高且几乎无选择性的各类自由基(主要为羟基自由基·OH) ,达到快速、 很大限度去除有机物的目的。与其他处理方法相比,臭氧催化氧化技术具有反应条件温和、处理效果好、便于连续操作、适用范围广和无二次污染等优点 ,在焦化废水的深度处理方面,具有很好的应用前景。本文采用臭氧催化氧化工艺进行现场中试,对深度处理焦化废水进行研究,以期为工程设计和实施提供参考。

 

1)废水初始pH 值、臭氧投加量和反应时间对臭氧催化氧化工艺深度处理焦化废水生化出水效果均有一定影响。 很佳试验条件为:初始pH 值为中性或偏碱性,臭氧投加量为80 mg/ (L·h),反应时间为1.5 h。试验结果为工艺选择和工程设计提供了依据。

 

2)采用臭氧催化氧化工艺深度处理生化后焦化废水,催化剂的高催化活性起到了重要作用。采用自有催化剂SODO-Ⅱ的臭氧催化氧化的反应速率是臭氧单独氧化的3.35 倍,且同等条件下对CODcr 的去除率提高了50%。

 

3)在 很佳试验条件下,进水CODcr 为140 ~200 mg/ L,采用自有催化剂SODO-Ⅱ(γ-Al2O3 负载型双组分金属氧化物)进行68 d 的连续中试试验结果表明,CODcr 平均去除率大于60%,出水均满足《炼焦化学工业污染物排放标准》( GB 16171—2012)的直接排放限值要求,且工艺运行稳定。催化剂使用前后,比表面积、孔结构等均未发生明显变化,催化剂未发生失活现象。吨水运行费用为1.30元左右,仅是传统强制混凝沉淀工艺的1/4 ~ 1/2,同时臭氧催化氧化技术处理焦化废水不增加水中含盐量,降低了焦化废水回用工艺段膜工艺的污染风险。由此表明,采用臭氧催化氧化工艺深度处理生化后焦化废水是可行和有效的。

 

文章摘自：何　灿1,刘鲤粽2,何文丽3(1. 英诺伟霆(北京)环保技术有限公司,北京　100011;2. 煤炭科学技术研究院有限公司,北京　100013;3. 北京清大国华环境股份有限公司,北京　100085)