煤化工高浓有机废水处理及特征性有机污染物降解机理研究现状

现代煤化工是实现煤炭清洁高效利用的重要途径,但煤化工废水难以经济有效处理,主要表现为特征性有机污染物浓度高,如杂环、芳香烃、长链烷烃等难以降解,严重制约了煤化工产业的可持续发展。介绍了煤化工高浓有机废水水质特点和废水中有机物逐级去除过程,论述了煤化工废水处理技术现状,并分析了各技术的特点及存在问题。脱酚萃取剂选择要根据废水中难挥发酚含量进行技术经济分析后确定;厌氧+多级好氧及在此工艺基础上的优化改进是目前煤化工高浓度有机废水处理的常用工艺,主要利用厌氧工艺提高废水可生化性的优点;基于无二次污染及不增加废水中盐含量臭氧催化氧化技术是深度处理合适的技术选择,但催化剂的作用效果有待进一步提高。着重论述了煤化工废水中典型有机污染物如酚类、苯系物、链烷烃、多环芳烃、杂环化合物的生物降解机制。苯酚首先羟化转化成邻苯二酚,而后在无细菌作用下进行间位裂解和邻位裂解2条路径;而间苯二酚是先转化为苯三酚然后进一步开环裂解;苯的好氧降解路径较为清晰,厌氧降解途径还未明确,但苯酚和苯甲酸是苯在厌氧降解过程中的重要中间产物;长链烷烃生物降解过程主要有4种氧化方式:单末端氧化、双末端氧化、次末端氧化和直接脱氢;多环芳烃降解首先生成不同的二氢二醇,然后进一步转化为儿茶酚或龙胆酸后开环降解;含氮杂环污染物的生化降解机理为反硝化菌利用有机物作为电子供体,硝态氮中的氧作为电子受体开展代谢活动。目前对特征性有机污染物降解机制、降解中间产物研究较多,已取得一定成果,但对中间产物毒性研究以及不同降解路径反应控制方面研究较少,有待深入探究,以寻找最有利的反应条件,强化或加速有机物降解。煤化工高浓有机废水处理应强化物化预处理过程,降低对生化系统水质、水量的冲击,充分利用厌氧工艺提高可生化性,减少处理过程中反复的pH调节,减少对系统盐的增加。建议开展煤化工废水特征难降解污染物降解中间产物解析、毒性对比及不同降解路径的优化控制研究,是煤化工废水开展强化处理工作的基础。