焦化废水高级氧化处理技术研究进展_樊红梅

第17卷第3期2010年6月兰州工业高等专科学校学报JournalofLanzhouPolytechnicCollegeVol.17,No.3Jun.,2010文章编号:1009-2269(2010)03-0053-04焦化废水高级氧化处理技术研究进展＊樊红梅1,邓洪秀2(1.广州大学市政技术学院,广东广州510880;2.广州市政职业学校,广东广州510880)摘要:焦化废水是煤制焦化产品回收过程中产生的废水,其成分复杂多变,属于难处理的工业废水.介绍了臭氧组合氧化、光催化氧化、电化学氧化、超声波处理、湿式催化氧化及微波诱导催化氧化等高级氧化技术在焦化废水处理中的研究现状,分析了各处理方法的特点和存在的问题,并展望了其应用前景.关键词:焦化废水;难降解有机物;高级氧化技术中图分类号:X781.03文献标志码:A0引言焦化废水是在焦炭炼制、煤气净化及化工产品回收过程中产生的大量毒性较高的废水[1].因受原煤性质、焦化产品回收工序及方法等多种因素的影响,含有多种污染物质.其中有机物以酚类化合物为主,占总有机物的将近一半,有机物中还包括多环芳香族化合物和含氮、氧、硫的杂环化合物及脂肪族化合物,主要是难降解有机物;无机污染物主要以氰化物、硫氰化物、铵盐等为主.由此可见,焦化废水是一种成分复杂的难降解废水[2].焦化废水含有大量的有毒有害物质,若不经处理或处理不完全就排放,必将对环境造成极大的危害[3].针对此类废水的难生化性、难降解的特点,各种新技术新方法相继涌现,如臭氧氧化[4]、光催化氧化[5]、电化学氧化[6]、超声波处理技术[7]、湿式催化氧化[8-9]及微波诱导催化氧化[10]等高级氧化技术.对国内外物化法处理焦化废水的研究进展进行了较为全面的综述,阐述了几种不同高级氧化技术的原理、特点,并提出了今后应用研究中需要进一步关注的问题.1焦化废水物化法处理现状1.1臭氧组合氧化技术臭氧是一种强氧化剂,可将废水中的污染物快速、有效地除去,且臭氧在水中分解的产物为氧,不会造成二次污染,操作简单,运行方便.由于臭氧在水中的溶解度较低,为提高臭氧处理效率,通常用组合臭氧氧化法,如UV/O3、UV/O3法等.与单纯的臭氧氧化相比,在高级氧化过程中,形成了氧化性更强、反应选择性较低的羟基自由基(·OH)[11],进而诱发一系列自由基链反应,使各种有机污染物得以降解.Gurol等人[12]在pH为2.5,7.0,9.0条件下,分别采用UV/O3,O3,UV等工艺氧化酚类化合物,发现只有在酸性时,臭氧才表现出强氧化性.在PH=9时,3种方法的处理效果为UV/O3>O3>UV.由于这种方法投资高、电耗大、处理成本高,目前臭氧氧化法还主要应用于废水的深度处理.并以如何提高臭氧的利用率、降低运行费用,为今后研究工作的重点.1.2光催化氧化法所谓光催化氧化反应,就是在光的作用下进＊收稿日期:2010-01-15作者简介:樊红梅(1981-),女,河南潢川人,助理实验师.行的化学反应,光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射,受激产生分子激发态,然后会发生化学反应产生具有较强反应活性的电子(空穴对),这些电子(空穴对)迁移到颗粒表面,便可以参与和加速氧化还原反应的进行.光催化氧化法对水中酚类物质及其他有机物都有较高的去除率.高华等[13]在焦化废水中加入催化剂粉末,在紫外光照射下鼓入空气,能将焦化废水中的所有有机毒物和颜色有效去除.在最佳光催化条件下,控制废水流量为3600ml/h,就可以使出水COD值由472mg/L降至100mg/L以下,且检测不出多环芳烃.曹曼[14]用光催化氧化法处理焦化废水,并研究了催化剂、pH、温度和时间对处理效果的影响,研究发现,加入催化剂后,经过紫外光照射1h,可将废水中所有的有机毒物和颜色全部除去.光催化氧化技术比传统的化学氧化法具有明显的优势,如无需化学试剂,操作条件容易控制,无二次污染.该方法的局限性是催化剂的催化效率低和光在高浓度废水中的传导效率低等方面.1.3电化学氧化技术电化学氧化又称电化学燃烧,其基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或利用电极表面产生的强氧化性活性物质使污染物发生氧化还原转变.目前的研究表明,电化学氧化法氧化能力强、工艺简单、不产生二次污染,是一种前景比较广阔的废水处理技术.梁镇海等[15]采用Ti/SnO2+Sb2O3+MnO2/PbO2处理焦化废水,使酚的去除率达到95.8%.电化学方法在生物难降解有机废水处理方面是有效的,但是由于其电极材料不易选择、电极寿命不长和能耗较大等不利因素,使得电化学方法在水处理的应用受到限制.因此研制高效的电极材料将是今后的研究重点.1.4超声波处理技术超声波(US)是指频率超过20kHz的声波.超声降解水体中的有机物是一物理化学降解过程,其主要源于