微量臭氧催化氧化深度处理煤气化废水

Posted 2023-01-13 臭氧

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摘要：采取固定床连续式水处理方式,实验研究了在固体催化剂作用下微量臭氧催化氧化深度处理地下煤气化废水的效果。结果表明,当处理COD为300 mg/L左右的该类型废水时,加入微量臭氧,水处理装置COD去除率提高了45%,平均1 mg的臭氧处理了2.4 mg有机物;当废水COD为200 mg/L左右,进水速度为1 L/h时,最佳臭氧投加量为每升废水20 mg左右的臭氧,此时气水比为15∶1左右;同时实验发现,不同COD的废水色度均可以被有效去除。通过与其他类似的实验研究比较发现,微量臭氧催化氧化技术具有成本优势。

在我国“十二五”开端之际，煤炭的清洁化应用越来越受到重视。煤气化是煤炭高效利用主要的方式之一，但是无论是煤的地面气化，还是地下气化，气化工艺过程中会产生大量高污染煤气化废水，属高COD值、高氨氮、高酚的难降解工业有机废水，带来了环境风险。该类型废水经生化处理之后，仍含有大量有害的物质，需要进一步处理来降低这些污染物的含量以达到排放标准或工厂回用标准。

当前对煤气化废水等难降解废水深度处理方法主要有吸附剂吸附法、氧化剂氧化法、电化学氧化法和催化氧化法等。其中催化氧化法包括湿式催化氧化法、超临界催化氧化法、光催化氧化法和臭氧催化氧化法。但是上述大部分技术由于原材料成本、应用条件局限性、能耗成本、设备成本、二次污染等因素，并不能很好地大规模应用。

针对臭氧催化氧化技术，一方面不存在二次污染，另一方面臭氧在酸性条件下的半反应标准电势为+2.07V，尽管在碱性条件下的半反应标准电势仅为+1.24V，但是碱性条件下的臭氧在有机物的诱导作用下更易产生强氧化性的羟基自由基，其氧化电位为+2.8V，弥补了臭氧自身在碱性条件下的较低氧化电位的缺点，所以在所有的废水深度处理技术中，臭氧催化氧化技术是最具应用前景的，其中用活性炭或者用活性炭负载活性组分材料为催化剂的臭氧催化氧化技术是目前研发的热点。

目前臭氧催化氧化技术仍然存在以下问题：其一，无论直接臭氧氧化技术，还是臭氧催化氧化技术，臭氧本身的利用效率和臭氧投加量决定了水处理的运行成本，而当前已经应用和正在研究中的臭氧催化氧化技术在运行成本上仍比较高；其二，当前大部分的臭氧氧化工艺或者臭氧催化氧化工艺都是批次式或者半批次式的，严重限制了臭氧氧化及其催化氧化技术在工业上的大规模应用。。

本实验以地下煤气化废水生化出水为研究对象，通过连续处理方式考察了微量臭氧催化氧化深度处理废水的效果，并通过对比实验确定了最优的臭氧投加量。

1实验部分

1.1生化出水水质

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