高级氧化技术处理煤化工废水研究进展

高级氧化技术处理煤化工废水研究进展

李道震

内蒙古久泰新材料有限公司， 内蒙古 呼和浩特 010000

摘 要：中国是一个煤炭大国。在加工过程中，可能产生大量的煤化工废水，对自然环境造成严重影响。随着环境保护概念的日益普及，我国加强了环境保护管理，客观地提高了石油化工废水排放标准。废水综合管理、废物转化为国库和完全消除排放是改善环境保护和提高经济和社会效益的重要保证。先进的煤化工废水处理氧化技术具有生物化学等传统技术不具备的优势，具有广阔的应用前景。

关键词：煤化工废水；分离技术；生物技术；高级氧化技术

前 言：先进的氧化技术本身就是一种新的高效的绿色水处理技术，有助于克服传统生物化学方法的许多技术缺陷，提高生物化学和废水退化效率。介绍了臭氧和臭氧多相催化氧化技术、湿催化氧化技术和超声波氧化技术。对这些技术进行了简单的评估和比较，并进一步研究了先进氧化技术的反应机制，从而优化了反应设备，降低了反应成本，从而促进了先进氧化技术的工业化进程。

1 煤化工废水的特征

煤的化学生产产生了大量含有许多危险物质的废水，包括烷基等。如果管理不善，排入河流会造成严重的环境问题，并对农业生产造成灾难。石油化工废水处理是一个紧迫问题，通常分为有机废水和咸水。第一类废水的特点是低盐但化学需氧量高的生产工艺。后者主要产生大量的废水，其中含盐量特别高，用于操作盐水清洗和净化系统。由于工艺不同，废水中的危险物质可能与其他水道中的危险物质不同例如，有许多难以降解的化学成分，如硫和氮。由于废水中的物质成分复杂，许多物质难以降解，综合处理非常困难，特别是在热水过程中，因为在热水过程中，废水的有害成分更为复杂。

2 现代煤化工企业的废水处理技术分析

（1）分离技术。分离技术是将废水中的高浓度污染物或有价值的物质与通过某些物理化学手段回收的石油化学物质分开。这种处理不仅有助于减少污染物对随后生物过程中产生的污泥的毒性，而且有助于利用资源和降低水处理成本。生物技术。预处理过的石油化工废水含有大量生物降解有机物，生物技术是最经济有效的处理方法。然而，由于废水的有机组成复杂，含有大量有毒和可降解物质，影响了微生物的生长，降低了消除污染物的生物能力，所生产的水质难以达到国家排放标准，对污染水构成严重威胁因此，在石油化学废水研究中广泛使用了许多新的生物改良方法及其组合，为实现零排放目标提供了技术和理论基础。

（2）高级氧化技术。该技术利用化学或物理方法产生强有力的羟基自由基，主要是羟基自由基，直接将有机物矿化或转化为小分子产物。它具有充分氧化、无二次污染、停留时间短、自动化操作容易等优点，广泛应用于水处理领域。此外，这种技术可以有效地改善废水的生物化学、有效地处置难以降解的有毒有机物质，并促进生物工艺的进一步处理。这种技术经常用于深加工过程中，以解决煤化工废水水质、有机物浓度高、氧化技术不利和处理成本高等问题。电化学催化氧化技术使用具有催化性质的金属氧化物电极生产羟基或其他具有较强氧化能力的自由基，以攻击溶液中的有机污染物并将其完全分解为无害的H2O和CO2。气雾剂电极处理含苯丙胺类兴奋剂的废水，化学需氧量的去除率仍然超过80%。掺硼电极对废水的电化学氧化可在短时间内使水中的有机物完全矿化，其性能优于二氧化锡和铅电极。目前，这项技术的研究主要集中在电催化机理和电极材料的开发上，设计效率高、效果好。

3 高级氧化技术废水处理应用分析

3.1 臭氧与非均相催化臭氧氧化技术

臭氧的单一氧化产物是醛和羧酸，它们不能与臭氧相联系。因此，对臭氧氧化技术应用于石油化工废水的研究很少。研究了一种联合预处理方法+高效联合生物处理+先进的氧化处理处理煤渣化学废水。研究结果表明，CODcr原油的臭氧浓度为6毫克/升，挥发为4454毫克/升，出水量编码器可降至21.8毫克/升。在多相催化臭氧技术中，金属氧化物、载体金属、改性沸石和活性炭经常被用作催化剂。催化系统有效地产生羟基自由基。一些研究人员研制了负载型锰/γ-alo氧化物催化剂，并使用多相催化臭氧技术处理来自二次生物化学来源的煤化工废水。

3.2 催化湿式氧化技术

湿式催化氧化技术是一种新的水处理技术，通过在常规湿式氧化工艺中添加适当的催化剂而得到改进。研究表明，500毫升手工制备的氰化钾水溶液是使用cjf永磁旋转搅拌反应器处理的，初始碳纳米管浓度为2000 mg / l，反应温度为130 c，局部氧压力为0.6 MPa，混合速度为600转/分钟催化剂含量为0.5克/升时，氯化萘的去除率为79.77%。研究了催化剂用量、反应温度、反应时间和部分氧气压力对化学需氧量和石油化工废水氨氮去除率的影响，结果表明，当催化剂用量为10 / l时，温度 局部氧气压力为3.5MPa，反应时间为2小时，化学需氧量去除率为98.7%，氨氮去除率为97.9%。 湿催化氧化技术由于反应条件温和，净化效果好，具有广阔的市场前景。

3.3 电化学氧化技术

电化学氧化是通过电极反应氧化去除废水中污染物的过程。对入水→氧化系统A→氧化系统B→出水工艺进行了研究，以处理煤化工废水。电化学反应堆的体积为2.5米，其中:在氧化系统a中，阴极是色谱氯电极，阳极是以氯、铍和钯为主要成分的钛涂层。在氧化系统b中，阴极是分析氧电极，阳极是以氧化铅为主要成分的钛涂层。研究表明，当流速小于或等于2.5米/小时时，氨氮的去除率仍然超过90%。随着流速的降低，COD和聚合物的去除率逐渐提高，当流速小于或等于1米/小时时，氨氮的去除率也逐渐提高研究了初始氨氮浓度、电流密度和氯化离子浓度对处理效率的影响。结果表明，模拟氨废水采用电化学氧化法处理，氯浓度为300毫克/升，初始氨浓度为20毫克/升电化学氧化对煤废水中的COD和NH3-N具有良好的处置效果，可以有效地减少废水中的COD，但对盐的处置效果尚不清楚。此外，电极的催化作用将受到石油化工废水中污染物成分复杂和盐含量高的影响，这也将限制技术在工业应用中的传播。

3.4 超临界水氧化技术

超临界水中的氧化是一种新的有机废水处理技术。以往的研究表明，超临界水中的氧化是从废水中清除有毒和有害有机化合物的一种快速有效的方法。研究表明，当反应压力为28 MPa至450 c时，废水中的硝基苯初始含量为2500 mg / l，氧气含量过高，反应时间为3分钟。硝基苯可去除92.8%。反应时间达到10分钟时，硝基苯可去除99.9%。煤化工废水含有大量硫化物。对超临界水中的氧化技术进行了研究，以处理硫化铵废水。研究表明，超临界水中的氧化技术能够在425-500 c和22-30 MPa条件下迅速和完全氧化硫酸硫。但是，超临界水中的氧化技术是高温、高压和高浓度的有机废水处理。研究结果表明，反应堆的严重腐蚀将是超临界水氧化技术工业化的主要障碍之一。

结束语

综上所述，与传统的煤炭化学处理技术相比，先进的氧化技术具有较强的氧化能力、广泛的应用、快速反应、无污染或低污染等优点，在废水和废水处理领域具有广阔的前景。

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作者简介：姓名：李道震，民族：汉族，1983年 12月出生，山东省济宁市人，本科，专业：环境工程，职称：环境工程工程师，煤化工水处理技术管理。