微气泡臭氧催化氧化-生化耦合工艺：煤化工废水深度处理的新思路

2026-05-26 3次阅读

煤化工废水成分极其复杂，含大量酚类、含氮杂环有机物、多环芳烃和氰化物。经常规生化处理后，B/C比往往低至0.04，可生化性极差。有实测表明，直接进曝气生物滤池COD去除率仅6.4%，生物膜短期内即明显衰减。

微气泡臭氧催化氧化-生化耦合工艺设计

河北科技大学研究团队提出先以微气泡臭氧催化氧化将难降解芳香族污染物"撕开"，提高可生化性，再让微生物接手去除剩余COD和氨氮的思路。系统由微气泡臭氧催化氧化反应器（MOR）和生化反应器（BR）两个单元串联组成。

MOR填充三层Φ5×5mm煤质柱状颗粒活性炭作催化剂，有效容积25L，HRT=1h。臭氧微气泡从底部通入，粒径极小，气液传质效率极高。BR容积42L，同样填充活性炭作生物填料，HRT=6h。

三个运行阶段臭氧利用率分别达到94.2%、99.5%和98.0%——几乎零浪费。对比传统曝气方式通常只有50-60%，微气泡技术优势显著。MOR出水溶解氧浓度稳定在12-23mg/L，为生化段创造了绝佳的DO条件。

UV₂₅₄（芳香族污染物指标）去除率达46-54%，B/C比从0.04跃升至0.30，COD去除率约42%，O₃消耗/COD去除约1.38mg/mg。

由于MOR出水DO已足够高，生化单元全程无需额外曝气，直接省掉了好氧处理最大的一笔电耗。BR的COD去除率稳定在42%左右，且不受前端臭氧投加量变化影响，证明只要"可生化性"门槛迈过去了，生化处理就稳了。氨氮去除率35-53%，出水氨氮稳定在3-4mg/L。

最优条件为系统出水回流比30%、臭氧投加量/进水COD=0.44mg/mg。系统整体COD去除率达66.7%，出水COD平均91.5mg/L，整体O₃消耗/COD去除降至0.68mg/mg，技术经济性能优良。

总氮去除是短板——系统全程高DO环境抑制反硝化，氮的去除主要靠微生物同化作用。另生化段将B/C消化后，残余COD进一步降低趋难。后续可在催化剂升级（以专用臭氧催化剂替代活性炭）、回流比优化和反硝化单元补充三方面继续做文章。