焦化废水高级氧化技术研究进展.pdf

第24卷第1期重庆工商大学学报(自然科学版)2007年2月
Vol.24No.1JChongqingTechnolBusinessUniv.(NatSciEd)Feb.2007

文章编号:1672-058X(2007)01-0056-04

焦化废水高级氧化技术研究进展

周莉,傅敏,王建伟,汤敏
(重庆工商大学环境与生物工程学院,重庆400067)

摘要:焦化废水成分复杂,是一种有毒有害难处理的有机工业废水。介绍了焦化废水的
新处理技术———高级氧化技术的基本概念,概述了焦化废水的高级氧化处理研究进展,指出用
单一的高级氧化处理技术处理焦化废水效果较差,而采用多项单元处理技术的集成和协同优化
是其发展方向。
关键词:高级氧化技术;焦化废水;自由基
中图分类号:O63文献标识码:A

焦化废水是煤制焦碳、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的废水,其成分复杂多变,是一种难以处

理的工业废水。焦化废水中含有大量的焦油、硫化物、氰化物和氨氮,BOD5和CODCr的浓度均很高,其中
的有机物主要有酚类物质、单环芳烃和多环芳烃以及含氮、硫、氧的杂环化合物。目前,国内外焦化废水
的处理主要采用的是活性污泥法、A-A-O(厌氧-缺氧-好氧)工艺、A-O(缺氧-好氧)工艺和A-
O-O(缺氧-好氧-好氧)工艺。而A-A-O工艺处于中试阶段,在实际工程应用中大部分是活性污泥
法。据目前对冶金企业的统计来看,焦化废水生化处理对于挥发酚及氰化物去除率较高,而对COD的去除
率只能在80%以下,总氮也根本无法达到国家规定的排放标准。因此,开发新的处理技术具有重要意义。

1高级氧化技术的基本概念

高级氧化技术(AdvancedOxidationProcesses,AOPs)是一种新的能有效处理难降解有机废水的化学氧
化技术。其反应机理目前普遍认为是自由基氧化机理,即利用复合氧化剂、光照射、电或催化剂等作用,
诱发产生多种形式的强氧化活性物质,尤其是氢氧自由基能够使绝大多数的有机污染物完全矿化或部分
分解。

2高级氧化技术在焦化废水处理中的应用

2.1Fenton氧化法
2+2+
Fenton试剂(即H2O2+Fe)通过H2O2和Fe作用产生OH自由基,使其具有强烈的氧化能力。
[1]
张娴娴等,采用Fenton试剂对焦化废水进行强化一级处理,CODCr和酚的去除率分别为88.12%、
89.45%。王春敏等[2],对Fenton预氧化-混凝法联用技术处理焦化废水进行了研究,探讨了Fenton氧化

阶段的H2O2投加量、混凝阶段的pH值,以及混凝剂投加量等因素对焦化废水COD去除率的影响,通过
实验表明,焦化废水的COD去除率达97%,出水COD为48.4mg/L,符合国家一级排放标准。但是操作
[3]
比较复杂,需要调整pH值,进行中试还需进一步的研究与探讨。吴克明等,对以H2O2为氧化剂、

收稿日期:2006-10-23;修回日期:2006-12-26。
基金项目:重庆自然基金资助项目(项目编号8092)。
作者简介:周莉(1978-),女,重庆渝北区人,硕士研究生,从事光催化方面研究。
第1期周莉,等:焦化废水高级氧化技术研究进展57

FeSO4·7H2O为催化剂的Fenton氧化法处理高浓度复杂焦化废水进行了系统研究,氧化处理后用FeCl3

作为混凝剂,反应时间为30min,焦化废水COD、NH3-N、浊度和色度的去除率分别达到了93%、96.2%、
90.8%和90.2%。
2.2超临界水氧化法
超临界水指处于临界点(T=374℃,P=22.1MPa)以上的高温、高压状态时的水。超临界水处理焦
化废水是利用超临界水的特殊性质,使有机物和氧化剂(空气、氧气、双氧水)在超临界水中发生快速氧化

反应。这样快的反应速率,能使有机物降解彻底,最终产物为CO2和H2O等无害物质,一般废水经处理后
能达到回用水的要求。
太原理工大学的陈瑞勇[4]通过实验,以双氧水为氧化剂,焦化废水中的氨在超临界水中可以有效降

解。降解产物主要为N2,多数情况下总氮低于监测限。氨降解率随反应温度升高和停留时间延长而增
大;随压力增大,氨降解率略有增加趋势。当用氨/苯酚混合体系超临界水氧化,氨对苯酚的降解没有影
响,苯酚、COD转化率超过99.9%;然而,随着停留时间延长,苯酚对氨转化率的抑制呈增加趋势。
2.3超声波辐照氧化法
超声诱导降解原理是超声作用下液体的声空化,即液体在超声作用下产生一定数量的空化泡,在空
化泡崩溃的瞬间,会在其周围极小空间范围内产生520～1900K的高温和超过5.065×107Pa的高压,并
伴有强烈的冲击波和时速高达400km/h的射流,这些极端环境足以将泡内气体和液体交界的介质加热

产生强氧化性的自由基,如·O、·