三相催化氧化法如何处理焦化废水

本技术的核心为三相催化氧化。这三相分别是：由风机送入塔内的压缩空气(气相)，药剂发生器产生的高效氧化剂（液相），和固定在载体上的催化剂（固相），其中催化剂为我们自行研制的复合型贵金属化合物，正是该催化剂的作用，使空气中的氧气也作为氧化剂参与反应，从而减少了液相氧化剂的耗量，降低了处理成本，提高了处理效率，又能使反应速度大大加快，缩短了废水在塔内的停留时间。

废水经预处理除去水中杂物后，进入催化氧化塔，水中有机污染物在催化剂的作用下被氧化剂分解，苯环，杂环类有机物被开环，断链，大分子变成小分子，小分子再进一步被氧化为二氧化碳和水，从而使废水中的COD值大幅度降低，色泽基本褪尽，同时提高了BOD/COD的比值，降低了废水的毒性，提高了废水的可生化性，为后续生化处理创造条件，使废水处理后达标排放。

2氧化剂二氧化氯的阐述

二氧化氯（CLO2），分子量为67.46，`是自然界中完全或几乎完全以单体游离原子团型体存在的少数化合物之一，常温下是黄绿色或橘红色气体，CLO2蒸汽在外观和味道上酷似氯气，有窒息性气味，二氧化氯不稳定，受热和遇光分解成氧和氯，易溶于水，其溶解度约是氯气的5倍，二氧化氯中CL-以正四价存在，可以接纳5个电子，其电极电位E0=1.95V，仅次于臭氧（E0=2.07），是强氧化剂，其有效氯是氯气的2.6倍，与很多物质都能发生剧烈反应。

二氧化氯遇水迅速分解生成多种强氧化剂，HCLO3，HCLO2，CL2，H2O2等，并能产生多种氧化能力极强的活性自由基团（即自由基），这些自由基能激发有机分子中的活泼氢，通过脱氢反应生成R*自由基，成为进一步氧化的诱发剂，还能通过羟基取代中间体，此羟基反应将芳烃上的-SO3H，-NO2等基团取代下来生成不稳定的羟基取代中间体，此羟基取代中间体易于发生开环裂解，直至完全分解为无机物。

此外，二氧化氯还能将还原性物质S2-等氧化。二氧化氯的分解产物对色素中的某些基团有取代作用。因此，二氧化氯可以很好的氧化分解水中的酚、氯酚、硫醇、仲胺、叔胺等难降解有机物和氰化物、硫化物及铁、锰等无机物。在催化剂和压缩空气存在的条件下，加快了这些难降解物质的分解，同时也减少了二氧化氯的消耗。

3工艺条件的控制

催化氧化主要是用于处理污染物浓度很高的难降解废水，以焦化废水为例，一般先以传统物化工艺为预处理，降低COD，提高PH值，使废水能更适合进行催化氧化，并且可减少处理费用，在催化氧化后，因COD大幅度降低，BOD5/COD显著提高，可采用生化进一步去除COD，使去水能达标排放。因此，一般催化氧化处理焦化废水的工艺流程可确定为如图2所示：

催化氧化装置一般采用接触氧化反应器的形式，结合催化剂的性能采用固定床型反应塔。使气液固各相之间在传质过程中充分接触氧化。

催化氧化反应中主要影响因素为：PH值，反应时间，氧化剂用量，应根据焦废水的实际情况经试验确定，改变废水的PH值，从而促进催化氧化的效果，这主要是因为在不同的PH值下二氧化氯表现出不同的氧化能力，根据我们对某焦化厂的废水试验表明酸性到中性条件下处理效果较好，这也符合二氧化氯在PH值范围氧化性较强的特性；

随反应时间的提高，处理效果也会提高，但增加到一定值后，处理效果会趋于稳定，可由此确定最佳水力停留时间；氧化剂用量的增加，处理效果也提高，当氧化剂用量增加一倍，药剂费用也增加一倍，但处理效果并不增加一倍，因此因确定处理效果与运行费用之间的最佳值，不管是PH值，反应时间氧化剂用量，最终需根据废水的实际情况确定。

三相催化氧化技术经过近十年的发展，已成功用于农药废水、医药废水、染料废水、焦化废水和化工中间体废水的处理，已有很多工业化的处理设施。

4三相催化氧化技术的优越性

1、催化氧化反应在常温常压下进行，反应条件温和，自动化程度高，操作简便，设备投资少。

2、催化剂的使用，提高了氧化效率，克服了对有机物氧化的选择性，对焦化废水COD的去除率在90%以上，特别对难降解有机物砒咯、萘、呋喃、眯唑、砒啶、咔唑、联苯、三联苯等去除效果明显，且不产生有机卤代烃的二次污染物，在大幅削减COD的同时提高了可生化性，为后续生化处理创造了条件；从焦化废水的性质来说，废水浓度高，成分复杂，且含有多种常规工艺难以处理的污染物，因此，很适合用三相催化氧化法来处理。

3、催化剂的制备方法可靠，使用寿命长，流失率低；氧化剂采用化学法现场制备，方法简便，投资和运行费用低，且原料易得；

4、由于催化氧化处理出水COD大幅度削减，并具有良好的可生化性，所以无需建很大的生化池，调试周期也可大大缩短。

5、三相催化氧化能够很好的处理焦化废水，出水经生化处理后，可完全达标排放，且能使污染物降到很低的水平，具有良好的环境效应。

由上可以看出，三相催化氧化法作为一种新型的催化氧化技术，是焦化废水的一种高效处理技术，必有广阔的应用前景。

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