臭氧催化氧化技术应用研究进展_王俊章

·绿色环保·建筑节能·文章编号:1009-6825(2020)03-0148-03臭氧催化氧化技术应用研究进展★收稿日期:2019-11-25★:潞安集团内部科研项目———潞安煤化工废水深度处理关键技术研究与应用作者简介:王俊章(1972-)，男，硕士，高级工程师王俊章1沈丽娜2申丽明1裴世荣1陆雪梅2李晓1杨秀明2(1．山西潞安矿业(集团)有限责任公司，山西长治046204;2．南京工大环境科技有限公司，江苏南京210000)摘要:随着臭氧氧化技术的不断发展，臭氧催化氧化技术应用十分广泛。从工业废水处理、污泥处置、有机废气处理三方面，对目前关于臭氧催化氧化的技术应用情况进行梳理和归纳，提出目前臭氧氧化技术存在的缺陷，旨在为今后臭氧氧化技术的加强和优化起到积极的作用。关键词:臭氧，催化氧化，工业废水，有机废气中图分类号:X703文献标识码:A随着国民经济的不断发展，产生了大量的废水废气，引发了一系列的环境问题。为了维护人类生命安全以及赖以生存的环境，诸多处理废水废气的技术应用而生。臭氧氧化技术因其氧化性强，能快速去除污染物，在工业废水处理、污泥脱水、臭气的去除等工程领域广泛使用。不同的臭氧氧化过程有不同的作用机理，常见的氧化过程有:与臭氧直接反应;与臭氧间接反应。与臭氧直接反应时主要通偶极加成反应或亲电取代反应［1］。臭氧间接反应时，依靠臭氧产生的具有强氧化性的自由基，其中最主要的自由基是羟基自由基。羟基自由基能与水中任何的有机物发生氧化反应，从而去除水中的污染物，间接反应的处理效率较高。1在工业废水处理中的应用1．1在焦化废水处理中的应用焦化废水大多来源煤化工产业，具有成分复杂，难降解等特点。杨德敏等［2］采用臭氧/活性炭组合工艺深度处理焦化废水A2/O出水，研究结果表明，在最佳工况下(溶液的pH为10．25、臭氧的投加量7．50mg/min、活性炭投加量50g/L、反应时间30min)，COD的去除率为73．51%，并且活性炭可以重复使用，重复使用10次后，COD的去除率仍为70．85%。吴丹等［3］利用Cu-Mn-Co/Al2O3催化臭氧氧化体系处理焦化废水，当臭氧浓度、臭氧气体流量、反应时间分别为1．16mg/L，50L/h，80min时，COD和氨氮的去除率达到69．28%和87．01%。郭军［4］利用臭氧催化氧化-超滤-反渗透膜组合工艺处理焦化废水的生化尾水，处理后的水回用于循环冷却水，研究结果表明，COD，TDS，氯化物质量浓度及总硬度等指标均优于国家标准。刘璞等［5］采用γ-Al2O3基催化剂进行臭氧催化氧化处理焦化废水，结果表明，当金属元素Fe，Mn，Cu，Ni掺杂的质量比1∶1∶1∶1时，催化剂的处理效果最佳。在最佳工况(反应时间为50min、臭氧产量为10g/L、废水pH为9、反应的温度为60℃)下，COD和氨氮的去除率达到了54．67%和77%，各项指标均达到焦化废水的排放标准。孟冠华等［6］采用连续通入焦化废水和臭氧的方式深度处理焦化废水，不调节废水的pH下，当废水的流量和臭氧的投加量分别为2mL/min和12．15mg/L时，COD去除率为54．50%。1．2在电镀废水处理中的应用电镀废水多来源电子、轻工、机械制造等行业，具有毒性大、重金属含量大，难被生物所降解等特点。张宏伟［7］利用臭氧氧化技术处理电镀废水中的有机物，考察接触时间、初始pH值、臭氧浓度对处理效果的影响。实验结果表明，CODCr去除率随接触时间、初始pH、臭氧浓度的增加而逐渐增加。王驭龙等［8］研究了废水的pH、臭氧浓度、反应时间、水力停留时间(HＲT)、气水比等因素对臭氧-BAF组合工艺对电镀废水的深度处理效果的影响，在最佳工况(废水的pH为10、臭氧浓度为31．96mg/L、反应时间为60min，HＲT为3h，气水比为5∶1)下，处理后COD的去除率为78．60%。陈良等［9］以含磷电镀废水为研究对象，以臭氧投加量、反应时间、废水初始磷浓度和废水的pH为影响因素。采用臭氧氧化-化学沉淀法对废水进行处理，处理后的废水总磷浓度达到国家电镀废水排放标准。颜海波等［10］利用臭氧技术处理含氰电镀废水，初始的CN－为30mg/L～36mg/L，经臭氧-活性炭催化氧化后，CN－去除率在97．70%以上，CN－出水浓度远低于0．5mg/L。1．3在印染废水处理中的应用随着经济水平的提高，加快了纺织行业的发展，同时也产生大量碱度大、色度大、水质变化复杂的印染废水。郭朋［11］利用臭氧氧化技术对纺织染整废水进行小试和中试研究，小试的实验结果表明，在最佳工况(pH=6、臭氧投加量为145mg/L、反应时间100min)下，COD的去除率为67%。中试研究结果表明，当臭氧投加量和水力停留时间为150mg/L和100min时，COD和色度的去除率分别为