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3.3
电化学催化氧化技术
该技术是通过具有催化性能的金属氧化物电极,产生具有强氧化能力的羟基自由基或其他自由基攻击溶液中的有机污染物,使其完全分解为无害的H2O和CO2。吕贵芬等通过气凝胶粒子电极处理苯酚废水,COD去除率最高可达97.5%,循环50次后,其对COD去除率仍在80%以上。X. Zhu等采用硼掺杂金刚石电极电化学氧化焦化废水生化出水,短时间内水中有机物完全矿化,性能好于SnO2和PbO2电极。目前,该技术的研究多集中在电催化机理的研究、电极材料的开发研制,设计出高效合理的反应器,延长电极的使用寿命也是将其工业化应用所必须解决的问题。
3.4
湿式氧化法
该技术是在高温(150~350 ℃)、高压(5~20MPa)条件下,利用氧气或空气作为氧化剂,氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态无机物的水处理技术,具有处理效率高,不易产生二次污染的优势,但也存在处理成本高、设备要求高和投资高等缺陷,往往只作为高浓度有毒和难降解物质的工业废水预处理技术,该技术能够降低废水COD和提高其可生化性,然后再用后续生物法处理,降低能耗。唐受印等采用该技术处理高浓度含酚废水,在氧分压和温度分别为0.7~5 MPa和150~250 ℃时,酚分解率为86%~99%。陈拥军等在湿式氧化苯酚废水过程中投加活性炭作为催化剂,弱化了温度对该技术的限制。
3.5
超临界水氧化法
超临界水氧化的原理是在高温(>374 ℃)、高压(>22.1MPa)环境下,将作为溶剂的水处于超临界状态,以氧分子作为氧化剂氧化水中有机物的方法。Y. Wang等采用Mn2O3、Co2O3和CuO作为催化剂提高超临界水氧化煤制气废水的效能,结果表明,在温度为380~460℃,氧气比率为1.5~3.5条件下,处理后出水达到国家城镇污水排放一级A标准,其中Co2O3的催化活性最强,金属离子析出较少。
4结论
综上所述,对煤化工废水的处理技术中存在的问题进行解析。首先,厌氧工艺能够减少该废水中难降解有机物和改善废水可生化性,然而该工艺启动困难,需要较长的处理时间且效能偏低,后续联合多级好氧工艺才能实现COD和氨氮同时高效的降解。但是,废水存在大量硝化抑制物,如酚类、氮杂环类和长链芳烃等,在生物处理工艺中硝化菌的活性往往受到强烈的抑制作用,直接影响了好氧池内的硝化效能。同时,废水较低的可生化性导致可供反硝化菌利用的底物浓度有限,缺乏反硝化碳源,进而抑制了反硝化脱氮效能,最终导致氨氮和总氮的去除效果不理想,生化处理出水水质难以达到高效反渗透工艺的进水要求(进水氨氮不超过25mg/L),负面影响了该废水“零排放”目标的实现。其次,高级氧化技术作为废水的深度处理工艺可以有效地去除有毒和难降解有机物,提高废水的可生化性。但是,较高的投入和运行费用负面影响了其工业应用。同时,高级氧化技术很难有效地去除总氮,甚至还会增加出水氨氮的浓度,生物工艺才是最为经济高效的脱氮技术。因此,研发提高煤化工废水可生化性的关键技术,去除有毒和难降解污染物,缓解废水毒性对微生物的抑制作用,以利于发挥生物脱氮的技术优势,以较低的成本对煤制气废水进行高效的深度处理进而提高出水水质,满足高效反渗透工艺进水要求,是实现该废水“零排放”目标的有效途径。
未来发展趋势:(1)研发性能高效、价格低廉的高级氧化技术的催化剂,促进该技术的工业化应用,有效地缓解煤化工废水对生物工艺的毒性抑制作用。(2)研发高效生物脱氮技术,在煤化工废水低碳氮比水质的条件下,实现总氮的高效去除,满足后续膜处理工艺的进水要求。(3)结合各种处理技术的优势,形成高效、稳定、低廉的组合处理工艺,是促进煤化工废水“零排放”目标实现的有效途径。
(来源:《工业水处理》杂志, 2017年第1期,参考文献略)
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