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技術資料

焦化廢水的幾種化學法處理方法概述

凯发k8手机网页版環保2016年05月14日 字體:
1、催化濕式氧化技術催化濕式氧化技術是在高溫、高壓條件下,在催化劑作用下,用空氣中的氧將溶于水或在水中懸浮的有機物氧化,最終轉化爲無害物質N2和CO2排放。該技術的研究始于20世紀70年代,是在Zimmerman的濕式氧化技

1、催化濕式氧化技術

  催化濕式氧化技術是在高溫、高壓條件下,在催化劑作用下,用空氣中的氧將溶于水或在水中懸浮的有機物氧化,最終轉化爲無害物質N2和CO2排放。該技術的研究始于20世紀70年代,是在Zimmerman的濕式氧化技術的基礎上發展起來的。在我國,鞍山焦耐院與中科院大連物化所合作,曾經成功地研制出雙組分的高活性催化劑,對高濃度的含氨氮和有機物的焦化廢水具有極佳的處理效果。

  濕式催化氧化法具有適用範圍廣、氧化速度快、處理效率高、二次汙染低、可回收能量和有用物料等優點。但是,由于其催化劑價格昂貴,處理成本高,且在高溫高壓條件下運行,對工藝設備要求嚴格,投資費用高,國內很少將該法用于廢水處理。

2、焚燒法

  焚燒法治理廢水始于20世紀50年代。該法是將廢水呈霧狀噴入高溫燃燒爐中,使水霧完全汽化,讓廢水中的有機物在爐內氧化,分解成爲完全燃燒産物CO2和H2O及少許無機物灰分。

  焦化废水中含有大量NH3-N物质,NH3在燃烧中有NO生成,NO的生成会不会造成二次污染是采用焚烧法处理焦化废水的一个敏感问题。杨元林等通过研究发现,NH3在非催化氧化条件下主要生成物是N2,不会产生高浓度NO造成二次污染。从而说明,焚烧处理工艺对于处理焦化厂高浓度废水是一种切实可行的处理方法。然而,尽管焚烧法处理效率高,不造成二次污染,但是其昂贵的处理费用(约为167美元/t )使得多数企业望而却步,在我国应用较少。

3、 臭氧氧化法

  臭氧是一種強氧化劑,能與廢水中大多數有機物,微生物迅速反應,可除去廢水中的酚、氰等汙染物,並降低其COD、BOD值,同時還可起到脫色、除臭、殺菌的作用。

  臭氧的強氧化性可將廢水中的汙染物快速、有效地除去,而且臭氧在水中很快分解爲氧,不會造成二次汙染,操作管理簡單方便。但是,這種方法也存在投資高、電耗大、處理成本高的缺點。同時若操作不當,臭氧會對周圍生物造成危害。因此,目前臭氧氧化法還主要應用于廢水的深度處理。在美國已開始應用臭氧氧化法處理焦化廢水。

4、等離子體處理技術

  等离子体技术是利用高压毫微秒脉冲放电所产生的高能电子(5~20 eV)、紫外线等多效应综合作用,降解废水中的有机物质。等离子体处理技术是一种高效、低能耗、使用范围广、处理量大的新型环保技术,目前还处于研究阶段。有研究表明,经等离子体处理的焦化废水,有机物大分子被破坏成小分子,可生物降解性大大提高,再经活性污泥法处理,出水的酚、氰、COD指标均有大幅下降,具有发展前景。但处理装置费用较高,有待于进一步研究开发廉价的处理装置。

5、光催化氧化法

  光催化氧化法是由光能引起电子和空隙之间的反应,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3600 mL/h,就可以使出水COD值由472 mg/L降至100 mg/L以下,且检测不出多环芳烃。

  目前,這種方法還僅停留在理論研究階段。這種水處理方法能有效地去除廢水中的汙染物且能耗低,有著很大的發展潛力。但是有時也會産生一些有害的光化學産物,造成二次汙染。由于光催化降解是基于體系對光能的吸收,因此,要求體系具有良好的透光性。所以,該方法適用于低濁度、透光性好的體系,可用于焦化廢水的深度處理。

6、電化學氧化技術

  電化學水處理技術的基本原理是使汙染物在電極上發生直接電化學反應或利用電極表面産生的強氧化性活性物質使汙染物發生氧化還原轉變。目前的研究表明,電化學氧化法氧化能力強、工藝簡單、不産生二次汙染,是一種前景比較廣闊的廢水處理技術。

  Chang等用PbO2/Ti作为电极降解焦化废水。结果表明:电解2 h后,COD值从2143 mg/L降到226 mg/L,同时 760 mg/L的NH3-N也被去除。研究还发现,电极材料、氯化物浓度、电流密度、pH值对COD的去除率和电化学反应过程中的电流效率都有显著影响。

  梁鎮海等采用Ti/SnO2+Sb2O3+MnO2/PbO2處理焦化廢水,使酚的去除率達到95.8%,其電催化性能比Pb電極優良,比Pb電極可節省電能33%。

7、化學混凝和絮凝

  化學混凝和絮凝是用來處理廢水中自然沈澱法難以沈澱去除的細小懸浮物及膠體微粒,以降低廢水的濁度和色度,但對可溶性有機物無效,常用于焦化廢水的深度處理。該法處理費用低,既可以間歇使用也可以連續使用。

  混凝法的关键在于混凝剂。目前一般采用聚合硫酸铁作混凝剂,对CODCr的去除效果较好,但对色度、F-的去除效果较差。浙江大学环境研究所卢建航等针对上海宝钢集团的焦化废水,开发了一种专用混凝剂。实验结果发现:混凝剂最佳有效投加量为300 mg/L,最佳混凝pH范围为6.0~6.5;混凝剂对焦化废水中的CODCr、F-、色度及总CN都有很高的去除率,去除效果受水质波动的影响较小,混凝pH对各指标的去除效果有较大的影响。

  絮凝劑在廢水中與有機膠質微粒進行迅速的混凝、吸附與附聚,可以使焦化廢水深度處理取得更好的效果。馬應歌等在相同條件下用3種常用的聚矽酸鹽類絮凝劑(PASS,PZSS,PFSC)和高鐵酸鈉(Na2FeO4)處理焦化廢水,實驗結果表明,高鐵酸鈉具有優異的脫色功能,優良的COD去除、濁度脫除性能,形成的絮凝體顆粒小、數量少、沈降速度快、且不形成二次汙染。


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