焦化廢水的幾種化學(xué)法處理方法概述
焦化廢水的幾種化學(xué)法處理方法概述
1、催化濕式氧化技術(shù)
催化濕式氧化技術(shù)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(jī)物氧化，最終轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)N2和CO2排放。該技術(shù)的研究始于20世紀(jì)70年代，是在Zimmerman的濕式氧化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。在我國(guó)，鞍山焦耐院與中科院大連物化所合作，曾經(jīng)成功地研制出雙組分的高活性催化劑，對(duì)高濃度的含氨氮和有機(jī)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范圍廣、氧化速度快、處理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于其催化劑價(jià)格昂貴，處理成本高，且在高溫高壓條件下運(yùn)行，對(duì)工藝設(shè)備要求嚴(yán)格，投資費(fèi)用高，國(guó)內(nèi)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(jì)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(jī)物在爐內(nèi)氧化，分解成為完全燃燒產(chǎn)物CO２和H２O及少許無(wú)機(jī)物灰分。
焦化廢水中含有大量NH３－N物質(zhì)，NH３在燃燒中有NO生成，NO的生成會(huì)不會(huì)造成二次污染是采用焚燒法處理焦化廢水的一個(gè)敏感問(wèn)題。楊元林等通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),NH3在非催化氧化條件下主要生成物是N２，不會(huì)產(chǎn)生高濃度NO造成二次污染。從而說(shuō)明，焚燒處理工藝對(duì)于處理焦化廠高濃度廢水是一種切實(shí)可行的處理方法。然而，盡管焚燒法處理效率高，不造成二次污染，但是其昂貴的處理費(fèi)用（約為167美元／t ）使得多數(shù)企業(yè)望而卻步，在我國(guó)應(yīng)用較少。
3、 臭氧氧化法
臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，能與廢水中大多數(shù)有機(jī)物，微生物迅速反應(yīng)，可除去廢水中的酚、氰等污染物，并降低其COD、BOD值，同時(shí)還可起到脫色、除臭、殺菌的作用。
臭氧的強(qiáng)氧化性可將廢水中的污染物快速、有效地除去，而且臭氧在水中很快分解為氧，不會(huì)造成二次污染，操作管理簡(jiǎn)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(diǎn)。同時(shí)若操作不當(dāng)，臭氧會(huì)對(duì)周圍生物造成危害。因此，目前臭氧氧化法還主要應(yīng)用于廢水的深度處理。在美國(guó)已開(kāi)始應(yīng)用臭氧氧化法處理焦化廢水。
4、等離子體處理技術(shù)
等離子體技術(shù)是利用高壓毫微秒脈沖放電所產(chǎn)生的高能電子（5～20 eV）、紫外線等多效應(yīng)綜合作用，降解廢水中的有機(jī)物質(zhì)。等離子體處理技術(shù)是一種高效、低能耗、使用范圍廣、處理量大的新型環(huán)保技術(shù)，目前還處于研究階段。有研究表明，經(jīng)等離子體處理的焦化廢水，有機(jī)物大分子被破壞成小分子，可生物降解性大大提高，再經(jīng)活性污泥法處理，出水的酚、氰、COD指標(biāo)均有大幅下降，具有發(fā)展前景。但處理裝置費(fèi)用較高，有待于進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)廉價(jià)的處理裝置。
5、光催化氧化法
光催化氧化法是由光能引起電子和空隙之間的反應(yīng)，產(chǎn)生具有較強(qiáng)反應(yīng)活性的電子（空穴對(duì)），這些電子（空穴對(duì)）遷移到顆粒表面,便可以參與和加速氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行。光催化氧化法對(duì)水中酚類物質(zhì)及其他有機(jī)物都有較高的去除率。高華等在焦化廢水中加入催化劑粉末，在紫外光照射下鼓入空氣，能將焦化廢水中的所有有機(jī)毒物和顏色有效去除。在最佳光催化條件下，控制廢水流量為3600 mL/h，就可以使出水COD值由472 mg/L降至100 mg/L以下，且檢測(cè)不出多環(huán)芳烴。
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污染物且能耗低，有著很大的發(fā)展?jié)摿Α５怯袝r(shí)也會(huì)產(chǎn)生一些有害的光化學(xué)產(chǎn)物，造成二次污染。由于光催化降解是基于體系對(duì)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(xué)氧化技術(shù)
電化學(xué)水處理技術(shù)的基本原理是使污染物在電極上發(fā)生直接電化學(xué)反應(yīng)或利用電極表面產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性活性物質(zhì)使污染物發(fā)生氧化還原轉(zhuǎn)變。目前的研究表明，電化學(xué)氧化法氧化能力強(qiáng)、工藝簡(jiǎn)單、不產(chǎn)生二次污染，是一種前景比較廣闊的廢水處理技術(shù)。
Chang等用PbO2/Ti作為電極降解焦化廢水。結(jié)果表明：電解2h后，COD值從2143 mg/L降到226 mg/L，同時(shí) 760 mg/L的NH3-N也被去除。研究還發(fā)現(xiàn)，電極材料、氯化物濃度、電流密度、pH值對(duì)COD的去除率和電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的電流效率都有顯著影響。
梁鎮(zhèn)海等采用Ti/SnO2+Sb2O3+MnO2/PbO2處理焦化廢水，使酚的去除率達(dá)到95.8％，其電催化性能比Pb電極優(yōu)良，比Pb電極可節(jié)省電能33％。
7、化學(xué)混凝和絮凝
化學(xué)混凝和絮凝是用來(lái)處理廢水中自然沉淀法難以沉淀去除的細(xì)小懸浮物及膠體微粒，以降低廢水的濁度和色度，但對(duì)可溶性有機(jī)物無(wú)效，常用于焦化廢水的深度處理。該法處理費(fèi)用低，既可以間歇使用也可以連續(xù)使用。
混凝法的關(guān)鍵在于混凝劑。目前一般采用聚合硫酸鐵作混凝劑,對(duì)CODCr的去除效果較好,但對(duì)色度、F-的去除效果較差。浙江大學(xué)環(huán)境研究所盧建航等針對(duì)上海寶鋼集團(tuán)的焦化廢水，開(kāi)發(fā)了一種專用混凝劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：混凝劑最佳有效投加量為300 mg/L，最佳混凝pH范圍為6.0~6.5；混凝劑對(duì)焦化廢水中的CODCr、F-、色度及總CN都有很高的去除率,去除效果受水質(zhì)波動(dòng)的影響較小，混凝pH對(duì)各指標(biāo)的去除效果有較大的影響。
絮凝劑在廢水中與有機(jī)膠質(zhì)微粒進(jìn)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(yīng)歌等在相同條件下用3種常用的聚硅酸鹽類絮凝劑(PASS,PZSS,PFSC)和高鐵酸鈉(Na2FeO4)處理焦化廢水,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,高鐵酸鈉具有優(yōu)異的脫色功能，優(yōu)良的COD去除、濁度脫除性能，形成的絮凝體顆粒小、數(shù)量少、沉降速度快、且不形成二次污染。
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