煤化工废水难降解有机物的处理技术研究进展

徐爱斌，益宝亮

（新疆宣力环保能源有限公司，新疆哈密 839000)

煤炭在我国能源储备中占据主体位置，煤化工是将煤炭实现高效清洁利用的现代化工技术，现代煤化工产业就是利用化学反应将煤炭转化为其他形式的燃料和化学制品。煤化工产业的运营会产生大量的废水，煤化工废水的成分比较复杂，特别是其中的难降解有机会对自然环境和生物造成严重危害。近年来国内外关于煤化工废水难降解有机物处理技术研究和应用取得了一定的成果，煤化工废水难降解有机物处理技术关系到我国生态环境安全，能源供给保障和煤化工产业绿色健康发展，特别随着近年来我国经济快速发展和环境问题日益突出，对煤化工废水难降解有机物处理技术进行深入研究有着非常重要的现实意义。

1 传统物化处理技术

传统物化处理技术是指利用添加剂与煤化工废水中的难降解有机物发生物理化学反应实现对难降解有机物的脱除。常见的技术有絮凝法和吸附法，絮凝法是指向煤化工废水中添加混凝剂与难降解有机物发生化学反应生成絮凝物并进行沉淀，再通过固液分离技术将絮凝物从废水中分离出来，从而实现对煤化工废水难降解有机物的处理[1]。有关研究证明，将絮凝法与零价铁技术组合可以显著提升煤化工焦化废水脱除率。吸附法是借助多孔性吸附材料优良的吸附性能对煤化工废水难降解有机物进行吸附，从而实现对煤化工废水难降解有机物处理的一种物理技术，目前常用的吸附剂是活性炭。研究证明活性炭吸附法在煤化工废水和反渗透废水处理中具有良好的去除作用，此外，将活性炭吸附法与超滤技术联合应用可以实现对各种分子量有机物的有效去除。

2 新型物化处理技术

因传统物化处理技术对煤化工废水难降解有机物的处理能力具有很大的局限性，随着研究人员对物化处理技术的深入研究，新型物化处理技术不断涌现出来，高级氧化法就是一种新型的物化处理技术。高级氧化法是指向煤化工废水中施以声、光、电等物理能量和臭氧，双氧水等化学物质，再经过物理化学反应生成羟基自由基（OH·），利用羟基自由基的强氧化作用将煤化工废水中的难降解有机物氧化成为无机盐、二氧化碳和水等无害物质，根据羟基自由基的产生机理不同可以将高级氧化法细分为多种，每种高级氧化法的处理效果存在一定差异，本文对目前常见的几种高级氧化处理技术分别进行介绍。

2.1 臭氧氧化法

臭氧氧化法是一种以臭氧作为氧化剂对废水进行处理的高级氧化技术，臭氧氧化剂具有很强的氧化能力且在应用的过程中不会有二次污染物质产生。臭氧氧化法在煤化工废水难降解有机物处理中具有高效安全的特点，臭氧氧化法因其安全高效的特点被广泛应用在工业废水处理方面，由于臭氧本身化学性质很不稳定，在煤化工废水难降解有机物处理实际应用当中一般与絮凝法、生物膜法、活性炭吸附法、活性污泥法等技术联合应用可以取得比较理想的处理效果。

2.2 Feton 氧化法及类Feton氧化法

Feton氧化法是指利用Fe2+的催化作用将H2O2形成羟基自由基（OH·），利用羟基自由基对煤化工废水难降解有机物进行去除，Feton氧化法所使用的Feton试剂是一种Fe2+与H2O2形成的体系。研究发现在2.8V的电位作用下Feton试剂的氧化能力会被显著提升，去除能力也会明显增强[2]。在Feton氧化法的基础上联合声、光、电等物理手段能够有效提升煤化工废水难降解有机物去除效率和去除效果，由此衍生的技术称作类Feton氧化法，大量实验证明Feton氧化法及类Feton氧化法在难降解有机废水处理方面非常适用。

2.3 超声波氧化法

超声波氧化技术是利用超声波的空化作用在废水局部中形成高温高压的环境，利用空化作用的热解效应和产生的羟基自由基（OH·）对废水中的有机物进行降解。超声波氧化法在应用中最佳的功率为360W，最佳pH为9左右，最佳作用时间为150min。超声波氧化法单独使用时其降解率有限，在煤化工废水难降解有机物处理实际应用中通常是与臭氧氧化法、Feton氧化法等处理技术联合应用，超级氧化技术通常作为辅助手段来使用。相关实验表明，超声波氧化法与臭氧氧化法联合应用时，经过超声波预处理后的煤化工焦化废水的可生化指标得到明显提升。

2.4 电催化氧化法

电催化氧化法是另外一种非常高效的高级氧化技术，在电催化氧化法特有的催化体系当中可以形成大量的羟基自由基（OH·），利用羟基自由基的强氧化性对煤化工废水难降解有机物进行氧化降解达到对废水处理的目的，电催化氧化法具有处理效率高、处理量大、无有害副产物产生和不具有选择性等优点，因此，电催化氧化法几乎可以应用于所有的有机废水降解当中，该方法是一种适用范围非常广的有机废水处理技术，正因其具有诸多优势，是相关研究人员重点研究的对象。

2.5 其他氧化法

随着新材料新技术的发展，涌现出一些新型的高级氧化技术，主要包括：超临界水氧化法、光催化氧化法和微波诱导催化法等。超临界水氧化法是一种新型的工业废水有机物处理技术，该技术的处理效率较高，研究发现，超临界水氧化法具有对煤化工废水难降解有机物深度处理的作用，且该方法的降解效果与反应温度和反应时间关系密切，与反应压力关系不大。光催化氧化法是利用半导体材料在光辐射作用下发生氧化还原反应来实现对煤化工废水难降解有机物进行降解的一种处理技术，目前常用的半导体催化剂材料是TiO2。研究表明，光催化氧化法单独应用于苯酚废水降解时，其降解率为35%，将其与超声波氧化法和臭氧氧化法组合应用可以将苯酚废水的降解率升高至85%[3]。微波诱导催化法是利用极性分子在催化氧化反应中的促进作用来实现对工业废水有机物降解的处理技术，利用该方法可以有效提升降解效率，同时能够有效降低活化能。该方法因其处理成本低且降解高效成为相关人员研究的热点，该方法在煤化工废水难降解有机物处理方面尚处于研究阶段。

3 生物处理技术

生物处理技术是煤化工废水处理中应用时间最久、应用技术最成熟、应用范围最广且应用成本最低的处理技术。目前在煤化工废水难降解有机物处理中应用最多的生物处理技术有：A/O、A2/O、UASB、SBR等[4]，随着科学技术快速发展，出现了一些新兴的生物处理技术，生物处理技术因其具有绿色环保、操作便捷、成本低廉等诸多优点，在煤化工废水难降解有机物处理领域占据着非常重要的地位。

4 膜处理技术

膜处理技术也是一种有效的工业废水处理技术，膜处理技术在煤化工废水难降解有机物处理方面已经得到了一定程度的应用。目前在煤化工废水难降解有机物处理方面常用的膜处理技术有UF-NF双膜工艺、反渗透和浸没式超滤工艺、UF-RO工艺等[5]。随着材料技术的不断发展，性能更优良、功能更完善、种类更多样的生物膜不断被研发出来，膜处理技术在煤化工废水深度处理方面的应用范围将会越来越广，特别是在煤化工废水深度回用水处理方面，膜处理技术及其改进技术的应用前景将会非常广阔。

5 结束语

随着国家零排放政策的提出，煤化工难降解有机废水的处理技术在行业内受到越来越多研究人员的关注。近年来新型处理技术和生物处理技术的研究也取得了一定进展，与现有处理技术进行组合应用是未来主要的发展趋势。