煤气化废水的冷冻浓缩处理技术研究

针对煤气化过程形成的废水量大、成分复杂、污染物含量较高,且因煤种、气化工艺不同而成分变化,处理难度很大的特点,研究采用冷冻浓缩技术对Texaco和Lurgi法气化废水进行处理。结果表明,采用冷冻浓缩技术可以将气化废水中的有机物和无机物基本脱除,产水的COD不超过10 mg/L,COD和电导率符合HG/T 3923-2007循环冷却水用再生水水质标准,不易受进水中钙离子含量的影响。处理Texaco和Lurgi气化废水的产水率分别超过90%和95%,可显著提高废水回用率,并降低废水处理量。表明冷冻浓缩技术可作为气化废水处理的新选择。     

臭氧微气泡/紫外光处理费托合成水的研究

利用臭氧微气泡/紫外光处理费托合成水，研究臭氧微气泡/紫外光对小分子氧化物脱除过程的影响。首先获得了微气泡的最优粒径分布，再分别对费托合成水及其主要单一组分的水溶液进行氧化处理，并对臭氧微气泡/紫外光体系的氧化效果进行表观动力学分析。结果表明，微气泡可增强气液传质，提高臭氧氧化处理效率，COD降解率随微气泡直径减小呈现先增大后减小的趋势，最佳气泡中位径为25.20μm；在不同紫外光强、氧化体系、反应温度下，臭氧微气泡/紫外光体系氧化费托合成水的COD脱除率均符合准一级反应动力学规律，光强越强、温度越高，反应速率越快；相比单一体系，O₃+UV耦合体系氧化反应速率最快，费托合成水氧化反应活化能为4.088 kJ/mol。在氧化过程中，甲醇转化成甲酸，乙醇转化成乙酸，乙酸转化成甲酸，丙酸转化成乙酸和甲酸。紫外灯功率为1 kW时的设备能耗效率最优，处理时间为2 h时，能耗为58.3 W·h/g。     

超声/臭氧协同处理煤气化废水污染物

煤气化废水含有机污染物，可生化性极差。分别从超声功率、超声频率和O₃进气量考察了对废水中臭氧浓度的影响，确定O₃浓度最优条件；进一步对比超声和O₃协同处理煤气化废水各主要水质指标的变化，从结果看，超声/臭氧协同作用对煤气化废水进行氧化，多种污染物都可以降解，COD、氨氮、总硬度等指标均有效降低；通过自由基淬灭试验和EPR试验确定羟基自由基的存在，并建立动力学方程。结果表明：超声可增强臭氧传质，在一定范围内增加O₃在水中的浓度；US、O₃、US+O₃均可产生羟基自由基，US+O₃可增大量羟基自由基产率，超声/臭氧协同作用有助于提高污染物降解效率，且可提高废水可生化性，超声/臭氧作用1 h后的B/C值提高到了0.40;超声/臭氧处理对有机物降解符合二级反应动力学，对氨氮符合一级动力学反应，从脱除率增强因子计算结果，也说明超声和O₃耦合对有机物和氨氮降解具有增强作用。