催化氧化技術(shù)在石化廢水處理中的應(yīng)用

———催化氧化技術(shù)在石化廢水處理中的應(yīng)用一、催化氧化技術(shù)討論現(xiàn)狀

催化氧化技術(shù)根據(jù)催化氧化的原理大致可以分為：濕式催化氧化法、光催化氧化法、均相催化氧化法、多相催化氧化法4種。本質(zhì)上，這4種催化氧化法都是通過對氧化劑的分解產(chǎn)生催化作用，從而加快與氧化劑之間的化學(xué)反應(yīng)，某些強氧化可以在催化作用下，產(chǎn)生更強氧化性的基團，能夠氧化分解高濃度難解的基團，因此催化氧化法是石油化工廢水處理的廣泛應(yīng)用的一項新技術(shù)之一。

二、催化氧化技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

1.催化氧化技術(shù)在石油廢水處理中的應(yīng)用

油田廢水經(jīng)過沉降、混凝、氣浮、斜板過濾、除油等工藝可以實現(xiàn)油水分別，但是經(jīng)過上述流程的處理，水中的含油量不滿意排放標準要求，因此還需要進行深度處理。

張海燕等以納米級TiO2半導(dǎo)體為光催化劑、以中壓汞燈為光源，對含油污水中油進行光催化降解處理，討論了催化劑晶體結(jié)構(gòu)、粒度、用量、pH值以及與Fe或H2O2并存是對降解效果的影響：討論結(jié)果表明：納米級TiO2光催化劑具備較好的光催化降解油的活性;光催化降解油的活性與催化劑粒度、銳鈦礦型晶體結(jié)構(gòu)含量成正比;油的光催化降解程度與催化劑用量多少有關(guān)，催化氧化劑的用量有一個最佳值，用量過少和過多都會使得油的光催化降解程度降低;油的降解率與污水初始pH值成反比;當TiO2與Fe針或H2O2共存時，相同光照時間條件下，油的去除率可以提高5%～16%，油去除率達98%以上。

石油廢水處理中COD的達標排放是環(huán)保治理的難題之一。劉春英等利用活性炭對有機污染物的吸附作用以及銅的催化作用，降低有機物分解的活化能，并利用曝氣增加污水中的溶解氧對廢水進行氧化，從而減低廢水的COD，實現(xiàn)排放;討論了超聲波/紫外(uS/uv)光協(xié)同催化氧化水中對廢水中氯苯酚的降解處理效果，以及超聲波聲強、飽和氣體種類、和催化劑投加量、反應(yīng)溫度、溶液初始pH等因素對廢水中氯苯酚降解速率的影響;討論結(jié)果表明：US/UV協(xié)同催化氧化處理比單獨的超聲波處理、光化學(xué)處理效果好，廢水中氯苯酚的降解速率可以提高1.5至1.7倍，因此聲光聯(lián)合技術(shù)具有明顯的協(xié)同效應(yīng)。

在油氣田鉆探過程中會產(chǎn)生大量的鉆井廢液，鉆井廢液經(jīng)固液分別處理后產(chǎn)生的廢水具有高COD、高色度、高礦化度、高含油量等特點，必需進行進一步進行處理。馬文臣等采納Fenton法對鉆井廢水進行了催化氧化處理。討論結(jié)果表明：雙氧水與鐵鹽的摩爾比例、雙氧水與初始COD的摩爾比、pH值以及反應(yīng)時間對廢水COD、色度的去除率都有較大的影響;經(jīng)過處理后，廢水的COD去除率可達80%以上，色度去除率可達98%以上。

鉆井廢水是鉆井過程中產(chǎn)生的主要污染物之一，由于鉆井過程中加入了大量的處理劑，處理劑的種類多樣，因此使得鉆井具有簡單性、多樣性、分散性的特點，同時具有高色度、高懸浮物、高COD、穩(wěn)定性高的特點。張現(xiàn)斌等采納混凝.催化氧化技術(shù)對鉆井廢水進行了的深度處理試驗討論。通過對鉆井廢水的混凝處理，去除了廢水中的絕大多數(shù)污染物;在催化氧化處理過程中，采納Fenton催化技術(shù)降低了鉆井廢水中cOD;結(jié)果表明，鉆井廢水經(jīng)過深度處理后，色度、懸浮物、COD均有明顯的降低，，達到綜合污水排放二級標準(GB8978—1996);該技術(shù)具有工藝簡潔、處理效果好的特點，能較好地適應(yīng)鉆井作業(yè)的流淌性和分散性。

2.催化氧化技術(shù)在化工廢水處理中的應(yīng)用

韋朝海等采納Fenton試劑催化氧化、非均相催化劑(用人造石吸附硝基苯制成)，同時引入紫外光處理含硝基苯廢水;討論結(jié)果表明：Fenton反應(yīng)過程中產(chǎn)生的鐵離子的復(fù)合物對硝基苯具有很好的選擇性，人造石吸附硝基苯并制成非均相催化劑具有較好的催化作用，引入的紫外光可以進一步降低廢水的CODc。采納此方法不僅可以提高對硝基苯的降解率，而且還能夠加快反應(yīng)速率，硝基苯的降解速率可以提高4倍，由l7.48mg/(L·min)提高至71.22mg/(L·min)，反應(yīng)5min的硝基苯去除率可以提高10倍，由9.74%提高至91.79%。

隨著鋼鐵工藝的進展，焦化廢水產(chǎn)生量漸漸增多。焦化廢水的組成簡單，含有酚類、多環(huán)芳烴等有機物，這些成分對生物有毒，且難降解。光催化氧化法是通過光激發(fā)半導(dǎo)體催化劑產(chǎn)生光電子和光生空穴，由此引發(fā)一系列氧化還原反應(yīng)，降解有機物，從而達到降低廢水的COD指標。目前國內(nèi)常用一般的生化技術(shù)處理此類廢水，但是處理后的水質(zhì)色度仍舊很高，并且含有大量的有機物，難降解，不能滿意排放標準。

許海燕等對Fenton.混凝催化氧化反應(yīng)處理焦化廢水的影響因素進行試驗探究，并對試驗過程中廢水進行了紫外掃描，考察了試驗過程中的反應(yīng)進程;討論結(jié)果表明：焦化廢水在Fenton試劑的催化氧化下產(chǎn)生了易被混凝沉降的中間產(chǎn)物;掌握適當?shù)臏囟龋谶m當?shù)乃釅A度，以及適量的Fenton試劑、混凝劑的條件下，CODc的去除率能夠達到87.30%，色度的去除率達到99.45%，CODc、色度指標均滿意排放標準。

劉紅等以TiO2為催化劑、H2O2為氧化劑，在紫外光照耀下，采納多相光催化氧化法對焦化廢水進行處理，考察了影響C0D去除率的各種因素，得出了最優(yōu)工藝條件;討論結(jié)果表明：該法可以使焦化廠二沉池廢水的COD由350.3mg/L降低至53.1mg/L，COD去除率為84.8%。

三、結(jié)論及展望

催化氧化技術(shù)具有氧化力量強、氧化過程無選擇性等特點，在石油、化工廢水處理中具有良好的應(yīng)用前景，但還需要通過聯(lián)合光、聲、電等深度處理技術(shù)，不斷提高各種催化氧化技術(shù)的處理效率并降低成本，因此還需要對催化氧化技術(shù)進行深化的討論，以達處處理效果與經(jīng)濟成本的最優(yōu)化的目的。

一、催化氧化技術(shù)討論現(xiàn)狀

催化氧化技術(shù)根據(jù)催化氧化的原理大致可以分為：濕式催化氧化法、光催化氧化法、均相催化氧化法、多相催化氧化法4種。本質(zhì)上，這4種催化氧化法都是通過對氧化劑的分解產(chǎn)生催化作用，從而加快與氧化劑之間的化學(xué)反應(yīng)，某些強氧化可以在催化作用下，產(chǎn)生更強氧化性的基團，能夠氧化分解高濃度難解的基團，因此催化氧化法是石油化工廢水處理的廣泛應(yīng)用的一項新技術(shù)之一。

二、催化氧化技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

1.催化氧化技術(shù)在石油廢水處理中的應(yīng)用

油田廢水經(jīng)過沉降、混凝、氣浮、斜板過濾、除油等工藝可以實現(xiàn)油水分別，但是經(jīng)過上述流程的處理，水中的含油量不滿意排放標準要求，因此還需要進行深度處理。

張海燕等以納米級TiO2半導(dǎo)體為光催化劑、以中壓汞燈為光源，對含油污水中油進行光催化降解處理，討論了催化劑晶體結(jié)構(gòu)、粒度、用量、pH值以及與Fe或H2O2并存是對降解效果的影響：討論結(jié)果表明：納米級TiO2光催化劑具備較好的光催化降解油的活性;光催化降解油的活性與催化劑粒度、銳鈦礦型晶體結(jié)構(gòu)含量成正比;油的光催化降解程度與催化劑用量多少有關(guān)，催化氧化劑的用量有一個最佳值，用量過少和過多都會使得油的光催化降解程度降低;油的降解率與污水初始pH值成反比;當TiO2與Fe針或H2O2共存時，相同光照時間條件下，油的去除率可以提高5%～16%，油去除率達98%以上。

石油廢水處理中COD的達標排放是環(huán)保治理的難題之一。劉春英等利用活性炭對有機污染物的吸附作用以及銅的催化作用，降低有機物分解的活化能，并利用曝氣增加污水中的溶解氧對廢水進行氧化，從而減低廢水的COD，實現(xiàn)排放;討論了超聲波/紫外(uS/uv)光協(xié)同催化氧化水中對廢水中氯苯酚的降解處理效果，以及超聲波聲強、飽和氣體種類、和催化劑投加量、反應(yīng)溫度、溶液初始pH等因素對廢水中氯苯酚降解速率的影響;討論結(jié)果表明：US/UV協(xié)同催化氧化處理比單獨的超聲波處理、光化學(xué)處理效果好，廢水中氯苯酚的降解速率可以提高1.5至1.7倍，因此聲光聯(lián)合技術(shù)具有明顯的協(xié)同效應(yīng)。

在油氣田鉆探過程中會產(chǎn)生大量的鉆井廢液，鉆井廢液經(jīng)固液分別處理后產(chǎn)生的廢水具有高COD、高色度、高礦化度、高含油量等特點，必需進行進一步進行處理。馬文臣等采納Fenton法對鉆井廢水進行了催化氧化處理。討論結(jié)果表明：雙氧水與鐵鹽的摩爾比例、雙氧水與初始COD的摩爾比、pH值以及反應(yīng)時間對廢水COD、色度的去除率都有較大的影響;經(jīng)過處理后，廢水的COD去除率可達80%以上，色度去除率可達98%以上。

鉆井廢水是鉆井過程中產(chǎn)生的主要污染物之一，由于鉆井過程中加入了大量的處理劑，處理劑的種類多樣，因此使得鉆井具有簡單性、多樣性、分散性的特點，同時具有高色度、高懸浮物、高COD、穩(wěn)定性高的特點。張現(xiàn)斌等采納混凝.催化氧化技術(shù)對鉆井廢水進行了的深度處理試驗討論。通過對鉆井廢水的混凝處理，去除了廢水中的絕大多數(shù)污染物;在催化氧化處理過程中，采納Fenton催化技術(shù)降低了鉆井廢水中cOD;結(jié)果表明，鉆井廢水經(jīng)過深度處理后，色度、懸浮物、COD均有明顯的降低，，達到綜合污水排放二級標準(GB8978—1996);該技術(shù)具有工藝簡潔、處理效果好的特點，能較好地適應(yīng)鉆井作業(yè)的流淌性和分散性。

2.催化氧化技術(shù)在化工廢水處理中的應(yīng)用

韋朝海等采納Fenton試劑催化氧化、非均相催化劑(用人造石吸附硝基苯制成)，同時引入紫外光處理含硝基苯廢水;討論結(jié)果表明：Fenton反應(yīng)過程中產(chǎn)生的鐵離子的復(fù)合物對硝基苯具有很好的選擇性，人造石吸附硝基苯并制成非均相催化劑具有較好的催化作用，引入的紫外光可以進一步降低廢水的CODc。采納此方法不僅可以提高對硝基苯的降解率，而且還能夠加快反應(yīng)速率，硝基苯的降解速率可以提高4倍，由l7.48mg/(L·min)提高至71.22mg/(L·min)，反應(yīng)5min的硝基苯去除率可以提高10倍，由9.74%提高至91.79%。

隨著鋼鐵工藝的進展，焦化廢水產(chǎn)生量漸漸增多。焦化廢水的組成簡單，含有酚類、多環(huán)芳烴等有機物，這些成分對生物有毒，且難降解。光催化氧化法是通過光激發(fā)半導(dǎo)體催化劑產(chǎn)生光電子和光生空穴，由此引發(fā)一系列氧化還原反應(yīng)，降解有機物，從而達到降低廢水的COD指標。目前國內(nèi)常用一般的生化技術(shù)處理此類廢水，但是處理后的水質(zhì)色度仍舊很高，并且含有大量的有機物，難降解，不能滿意排放標準。

許海燕等對Fenton.混凝催化氧化反應(yīng)處理焦化廢水的影響因素進行試驗探究，并對試驗過程中廢水進行了紫外掃描，考察了試驗過程中的反應(yīng)進程;討論結(jié)果表明：焦化廢水在Fenton試劑的催化氧化下產(chǎn)生了易被混凝沉降的中間產(chǎn)物;掌握適當?shù)臏囟龋谶m當?shù)乃釅A度，以及適量的Fenton試劑、混凝劑的條件下，CODc的去除率能夠達到87.30%，色度的去除率達到99.45%，CODc、色度指標均滿意排放標準。

劉紅等以TiO2為催化劑、H2O2為氧化劑，在紫外光照耀下，采納多相光催化氧化法對焦化廢水進行處理，考察