臭氧氧化深度處理煤化工廢水的應(yīng)用

陳媛媛 陸祺 潘愛萍(杭州歐薩檢測技術(shù)有限公司， 浙江 杭州 310019)

臭氧氧化深度處理煤化工廢水的應(yīng)用

陳媛媛 陸祺 潘愛萍(杭州歐薩檢測技術(shù)有限公司， 浙江 杭州 310019)

煤化工廢水是一種高濃度、難降解的有機(jī)廢水，目前為止，普遍使用的工藝處理方法出水色度高，并且水中的一些元素超標(biāo)，很難達(dá)到要求的指標(biāo)再排放，排出的水中仍然存在著許多難降解、有毒害的物質(zhì)。因此，近些年來對煤化工廢水的處理成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。近些年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)臭氧在煤化工廢水處理方面有著顯著的效果。

臭氧；氧化；深度處理；煤化工；廢水

近些年來，專家們重視對煤化工廢水處理方法的研究，使煤化工廢水經(jīng)過處理后，除了達(dá)到排水要求，還能減少水中存在的有毒物質(zhì)，提高廢水的回收率，更加有利于生態(tài)平衡。臭氧在工業(yè)廢水的處理技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用，因此，在煤化工廢水處理方面，臭氧也做出了巨大貢獻(xiàn)。

1 煤化工廢水處理的必要性

隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷增強(qiáng)和科技水平的不斷進(jìn)步，各行各業(yè)都在不斷的發(fā)展，尤其是煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是非常迅速的。但是在煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)，也嚴(yán)重地影響到人們的生活。煤化工產(chǎn)業(yè)的一系列活動(dòng)是離不開水的，是一種高污染的行業(yè)。煤化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)出的一噸油就要消耗十噸水，每一噸甲醇就要消耗15噸水，并且排出的煤化工廢水組成十分復(fù)雜，不同的施工工藝排出的水的組成成分不同，但是它們都含有酚類、氰化物、苯等大量的有害物質(zhì)，而且由于現(xiàn)代科技水平不夠，物理和化學(xué)的兩級(jí)處理都無法使煤化工廢水的排放達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，因此，煤化工廢水是國內(nèi)外專家學(xué)者都在研究的一個(gè)疑難問題。

2 臭氧的性質(zhì)

臭氧是一種非常不穩(wěn)定的氣體，它有極強(qiáng)的氧化能力，要想使用臭氧必須現(xiàn)場制備才能使用。在化學(xué)的研究上，臭氧是氧氣的同素異形體，一個(gè)臭氧分子含有三個(gè)氧原子，它們呈現(xiàn)出sp2 雜化軌道，形狀是V形的，屬于極性分子。臭氧在常溫常壓的狀態(tài)下是淡藍(lán)色的氣體，它在水中的溶解度高于氧氣。

臭氧的氧化能力非常高，它能氧化大多數(shù)的有機(jī)物，尤其是對一些難以降解的物質(zhì)的氧化效果非常好。臭氧在水中與有機(jī)物的反應(yīng)形式分為兩種，分別是直接反應(yīng)和間接反應(yīng)。不同的反應(yīng)途徑產(chǎn)生的氧化物也是不同的，而且它們的受控的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)類型也是不同的。

臭氧的直接氧化反應(yīng)是對有機(jī)物直接進(jìn)行氧化，這種氧化反應(yīng)速度慢，對反映的物質(zhì)具有選擇性，由于臭氧分子具有偶極性、親電、親核性等性質(zhì)，臭氧的直接氧化原理可以分為Criegree 機(jī)理、親電反應(yīng)和親核反應(yīng)三種。

臭氧的間接氧化反應(yīng)是有自由基參與的氧化反應(yīng)，在氧化的過程中會(huì)產(chǎn)生氫氧根，而自由基是一種二次氧化劑，它會(huì)使有機(jī)物迅速的氧化，這種間接的氧化反應(yīng)是非選擇性的瞬間反應(yīng)，間接反應(yīng)的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于直接反應(yīng)。臭氧的間接氧化反應(yīng)是自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，反應(yīng)過程包括引發(fā)、傳遞、終止等階段，因此，在實(shí)際生活中，如果用臭氧做氧化劑時(shí)，需要考慮終止劑對臭氧鏈反應(yīng)的影響，同時(shí)還要考慮使用的引發(fā)劑的含量來提高臭氧的間接氧化速率。

3 臭氧在水處理過程的應(yīng)用

由于臭氧具有極強(qiáng)的氧化能力，它的氧化速率也非常高，臭氧的技術(shù)也在不斷地發(fā)展，由于對水的處理要求不斷的提高，臭氧在水處理方面得到了廣泛的應(yīng)用。臭氧在水處理的過程中不但會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，還具有其他作用，在使用的過程中會(huì)受到單元處理目標(biāo)和水質(zhì)特點(diǎn)等方面的影響。在進(jìn)行水處理的過程中，臭氧主要起到消毒除菌、去除飲用水中微污染物、提高水質(zhì)生化性、去除水中色度和氣味、對有毒的有機(jī)物和無機(jī)物進(jìn)行氧化作用和調(diào)節(jié)水質(zhì)等作用。

4 臭氧氧化深度處理煤化工廢水的應(yīng)用

相關(guān)學(xué)者以臭氧催化氧化為核心的煤化工廢水深度處理工藝。實(shí)驗(yàn)過程中選擇用傳統(tǒng)的煤化工廢水處理技術(shù)處理后的水為研究對象以內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器為臭氧反應(yīng)器，研究了經(jīng)過臭氧氧化處理所排出的煤化工廢水的性質(zhì)和物質(zhì)含量，確定了以pH調(diào)節(jié)、混凝沉淀、臭氧催化氧化等方面為主的煤化工廢水處理方法，明確了主要的施工工藝和技術(shù)條件，通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)操作研究了這種新型的施工工藝處理煤化工廢水的效果。實(shí)驗(yàn)的主要研究成果包括以下幾個(gè)方面：①使用內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器作為臭氧催化氧化反應(yīng)器可以提高臭氧的氧化速率和氧化效果，提高對有毒物質(zhì)和污染物的去除效果。②利用臭氧的氧化作用可以非常高效的處理煤化工廢水的有害物質(zhì)，臭氧可以有效去除排出水的色度，雖然臭氧的氧化作用對煤化工廢水中的氨氮等物質(zhì)的去除效果不好，但是臭氧能夠有效的去除水中的鹵代機(jī)物和含氮的有機(jī)物。③臭氧的氧化作用可以有效的降解煤化工生產(chǎn)出的廢水中含有的苯酚類、酮類、含氮氧雜環(huán)類有機(jī)物和其他一些不飽和有機(jī)物。④在實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中，臭氧的氧化過程分為三個(gè)階段：快速利用、勻速利用和減速利用，而在這個(gè)過程當(dāng)中，適當(dāng)?shù)氖褂么呋瘎┛梢杂行У靥岣叱粞醯睦寐省?/p>

[1]紀(jì)欽洪,于廣欣,劉強(qiáng),朱花,張振家.臭氧氧化—包埋菌流化床生物處理組合工藝深度處理煤氣化廢水[J].化工環(huán)保,2014,34(1):2324.

[2]李昊,周律,李濤,刑麗貞.臭氧氧化法深度處理印染廢水生化處理出水[J].中國處方藥,2012,32(1):86-87.

[3]鄧傳杰.臭氧氧化深度處理煤化工廢水的應(yīng)用研究[J].山西化工,2014,34(5):17-18.

②陸祺(1984-)，上海，學(xué)士，評價(jià)部經(jīng)理，工程師。

③潘愛萍(1981-)，女，漢族，江蘇省東臺(tái)人，客戶服務(wù)部經(jīng)理。

①陳媛媛(1981-)，女，山東省棗莊人，碩士，總經(jīng)理。