煤气化废水深度处理技术

1、煤气化废水深度处理技术 煤气废水是在煤气冷却、 洗涤、 净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度有机废水。 特别是 采用鲁奇炉气化工艺， 尽管与其他气化工艺相比在对煤种的适应性上有很多优势，但其废水 却更难处理。水中除了 COD 、氨氮等常规污染物比较高外，还含有较高的二氧化碳、酚、油、部分石蜡等有害物质1,2 丨。COD 能达到 6 000 mg/L 甚至更高，酚达到 2 500mg/L左右， SS 也较高。现在通常是在脱酸、脱酚、脱氮后采用生化法处理，但处理效果往往有 限。我国现有的煤气废水生化法处理大部分是采用传统的 A/O 或 A2/O 生物处理法结合混 凝沉淀或者活性炭吸附等后续处理法

2、3, 4 。但多元酚类、多环芳烃类、石油烃类及长链 脂肪酸等水不溶的污染物是该类型水生化的难点 ;各类研究表明，任何的生化处理手段都无 法有效地去除废水中的这部分难降解污染物， 故应增加有效的深度处理单元来实现煤气废水 的稳定达标排放 5。臭氧氧化作为一种实用、 高效的高级氧化技术， 具有氧化能力强、 反应时间短、 无二次污染、 设备简单等优点，在印染废水、石化行业废水等生物难降解废水的处理过程中有广泛的应用 潜力 6。笔者考察了催化剂类型、 pH 、臭氧投加量对臭氧氧化深度处理生化后煤气废水 效果的影响， 并对氧化条件进行了优选， 分析了臭氧氧化技术的基本原理， 以指导生物难降 解的煤气废水

3、处理工艺。1 实验部分1.1 实验仪器及试剂臭氧发生器 BH-100G ，青岛碧海净化设备有限公司 ;臭氧浓度检测仪 IDEAL-2000 ，美国爱 迪尔 ;消解反应器 DRB200 ，美国哈希 ;COD 分析仪 DR5000 ，美国哈希 ; 紫外分光光度计 TU-1901 ，北京普析通用仪器有限责任公司 ;pH 计 pHS-3C ，上海雷磁仪器厂。NaOH（ 优级纯 ） ，国药集团化学试剂有限公司 ;催化剂， 中海油天津化工研究设计院 ;浓硫酸 （分析纯 98%），广州化学试剂厂；浓盐酸（分析纯 37.5%），东莞东江化学试剂有限公司。1.2 实验用水实验用水取自某化肥厂经生化处理后的鲁奇炉

4、工艺煤气废水，该水COD、色度均非常高,不能达到排放标准。所取实验用水水质情况如表1 所示。由表 1 可见，经生化处理后，氨氮、挥发酚、pH 已经达到污水排放的一级标准，深度处理主要是解决 COD、色度、总氰化合物的达标排放问题。1.3 实验方法COD 测定采用重铬酸钾法；总氰分析采用异烟酸-吡唑啉酮法；pH 测定采用电极法；色度采 用稀释倍数法；臭氧浓度用臭氧浓度监测仪测定。实验用反应器为有机玻璃制成的圆柱容器，有效容积为2 L；实验用水为 1 L。实验时水样为一次性投加，臭氧为连续通入。臭氧质量浓度为4.9 mg/L，气体发生量为 4 L/min。2 实验结果与讨论2.1 臭氧氧化去除 C

5、OD、总氰化合物及色度的效果2.1.1 臭氧氧化去除 COD 的效果实验考察了反应时间及 pH 对 COD 去除率的影响。pH=9 时，反应时间对 COD 去除率的影响如表 2 所示。由表 2 可见，在氧化反应的前 30 min 随着反应时间的增加，COD 去除率增加。在 30 min后，COD 去除率变化不明显。反应 30 min , COD 去除率为 65.3%。在反应时间为 25 min 条件下，进行了 pH 对 COD 去除率的影响实验，结果表明，当 pH12 时，COD 去除率随着 pH 的增加而 迅速降低。这是由于在碱性反应体系中，受溶液中 OH-的诱导，臭氧自身分解产生.OH 的

6、速率大大加快，促进臭氧在水中的吸收，所以溶液中OH 的浓度明显提高，自由基主导的反应过程有效地加快了有机物的降解速率。但是当溶液中 pH 太高时，羟基自由基之间会发生速度极快的猝灭反应， 使得有机物的降解速率下降。考虑经济性的问题， 实验选定 pH=9。2.1.2 臭氧氧化去除总氰化合物的效果实验考察了反应时间及 pH 对总氰化合物去除率的影响。在pH=9 时，反应时间对总氰化合物去除率的影响如图 1 所示。由表 1 可见，经生化处理后，氨氮、挥发酚、pH 已经达到污水排放的一级标准，深度处理主要是解决 COD、色度、总氰化合物的达标排放问题。1.3 实验方法COD 测定采用重铬酸钾法；总氰分

7、析采用异烟酸-吡唑啉酮法；pH 测定采用电极法；色度采 用稀释倍数法；臭氧浓度用臭氧浓度监测仪测定。实验用反应器为有机玻璃制成的圆柱容器，有效容积为2 L;实验用水为 1 L。实验时水样为一次性投加，臭氧为连续通入。臭氧质量浓度为4.9 mg/L，气体发生量为 4 L/min。2 实验结果与讨论2.1 臭氧氧化去除 COD、总氰化合物及色度的效果2.1.1 臭氧氧化去除 COD 的效果实验考察了反应时间及 pH 对 COD 去除率的影响。pH=9 时，反应时间对 COD 去除率的 影响如表 2所示。由表 2 可见，在氧化反应的前 30 min 随着反应时间的增加，COD 去除率增加。在 30

8、min 后，COD 去除率变化不明显。反应 30 min，COD 去除率为 65.3%。在反应时间为 25 min 条件下，进行了 pH 对 COD 去除率的影响实验，结果表明，当 pH12 时，COD 去除率随着 pH 的增加而 迅速降低。这是由于在碱性反应体系中，受溶液中 OH-的诱导，臭氧自身分解产生.OH 的速率大大加快，促进臭氧在水中的吸收，所以溶液中OH 的浓度明显提高，自由基主导的反应过程有效地加快了有机物的降解速率。但是当溶液中 pH 太高时，羟基自由基之间会发生速度极快的猝灭反应，使得有机物的降解速率下降。考虑经济性的问题， 实验选定 pH=9。2.1.2 臭氧氧化去除总氰化

9、合物的效果实验考察了反应时间及 pH 对总氰化合物去除率的影响。在pH=9 时，反应时间对总氰化合物去除率的影响如图 1 所示。图 2 催化剂对 COD 去除率的影响由图 2 可见，在相同条件下，使用TS-2 型催化剂，不仅反应速度加快，而且COD 去除率有所提高。在反应 25 min 时，COD 去除率达到 66.9%。这是由于 TS-2 型催化剂的使 用，提高了有机污染物的矿化程度。TS-3 型催化剂的使用，加快了反应速度，但对 COD 去除率影响较小。TS-1 型催化剂的使用，对反应影响较小。反应时间没有明显缩短，COD 去除率没有明显提高。由此可知，TS-2 型催化剂在煤气废水处理中的使用可以提高臭氧氧化效率。使用一个月后，催化剂的活性会逐渐降低。为此对催化剂进行清洗处理，将催化剂置于含0.3%的盐酸溶液中，浸泡 24 h 后，再用清水浸泡 8 h 后自然风干，使催化剂提高活性。 3 结论臭氧对煤气废水中 COD 有良好的去除效果。 反应时间、pH 是影响反应的重要因素。当反应时间为 30 min、pH=9 时，煤气废水 C