目前,焦化废水普遍采用以传统生物脱氮为核心的处理工艺,包括预处理、生物处理以及深度处理三个阶段。预处理主要采用蒸氨、萃取脱酚、气浮、隔油等方法,以降低氨氮和有机物浓度。生物处理常用方法主要有A/O、A2/O、SBR、CAST、MBR等,操作维护简单,成本低,是焦化废水处理的主要单元。深度处理工艺设在生物处理之后,用于进一步降低焦化废水生化处理出水中的有机物,主要方法有高级氧化法、活性炭吸附法、膜处理法等。
高级氧化技术(AdvancedOxidationProcesses,AOPs)是一种高效绿色的水处理技术,具有反应条件温和、操作简便、处理速度快、效率高、副产物少等优点,近年来在难降解有机废水方面得到了长足发展。全面阐述了各类高级氧化技术对焦化废水处理的效果及机理,并对其存在的弊端及未来的研究方向进行了分析,探讨了高级氧化技术耦合生物处理技术的可行性,为高效处理焦化废水的研究提供了一定依据。
1、AOPs处理焦化废水的效果及机理
高级氧化技术是在高温高压、电、声、光和催化剂等活化条件下,产生具有高活性的羟基自由基(·OH)、超氧自由基(·O2-)、硫酸根自由基(SO4·-)等活性自由基,将有机物氧化降解成小分子有机物或完全矿化成CO2和H2O的一种处理技术。高级氧化法中的主要自由基及其氧化还原电位如表1所示。
研究发现,AOPs对焦化废水中酚类化合物等不可生物降解的有毒污染物具有较好的去除效果,可将难生物降解有机物转化为可生物降解的危害较小的短链化合物。目前,用于焦化废水处理的高级氧化法主要有Fenton氧化法、光催化氧化法、电催化氧化法、臭氧催化氧化法、超声氧化法、过硫酸盐高级氧化法等。
1.1 Fenton氧化法
Fenton氧化法是在酸性条件下,通过Fe(Ⅱ)和H2O2产生的高活性·OH矿化去除焦化废水中难以生物降解的挥发性酚类等污染物。其中,反应中产生的Fe3+通过水解作用生成一系列具有混凝作用的水合物,有助于焦化废水中COD的进一步深度去除。
Fenton技术的氧化效率取决于Fe2+和H2O2的投加量、温度及pH,如果Fe2+或者H2O2过量,不仅会提高反应成本,增强生物毒性,而且会导致自由基的淬灭,降低污染物去除率。Verma等研究发现,
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