(1)化學(xué)轉化：由于煤化工焦化廢水的復雜性，處理工藝的選擇與耦合路線(xiàn)必須立足于對不同水質(zhì)的分析與判斷.針對生物過(guò)程難降解的典型污染物需要考慮化學(xué)的轉化工藝.以惰性有機物分子結構能級計算分析的結果作為依據，研究分子結構響應的氧化與還原技術(shù)，建立梯級反應篩選有效的化學(xué)過(guò)程.從已經(jīng)發(fā)現的廢水中典型污染物的分子結構判斷，若干高級氧化過(guò)程對污染物的降解或分解在熱力學(xué)上是可行的，問(wèn)題在于實(shí)際生物處理之后的尾水中殘存的典型污染物劑量低，如芴、菲、蒽、腈、氯苯、氯酚與苯并芘等以ng·L-1級的含量存在，造成許多化學(xué)過(guò)程在動(dòng)力學(xué)方面失去優(yōu)勢.因此，針對實(shí)際廢水處理過(guò)程中低劑量典型污染物化學(xué)轉化的過(guò)程，關(guān)鍵問(wèn)題是在尋求熱力學(xué)可行性前提下的高效動(dòng)力學(xué)過(guò)程的探索.根據這樣的觀(guān)點(diǎn)，面向大量廢水中低濃度典型污染物的選擇性分離成為首要.基于典型污染物親脂憎水的特點(diǎn)，分子篩或活性炭纖維(ACF)經(jīng)疏水改性后，利用納米尺度效應與增溶效應對二噁英和多環(huán)芳烴類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行超常吸附，分離富集典型污染物，為這部分污染物的化學(xué)反應提供了動(dòng)力學(xué)方面的可行性。
分離、還原或氧化的協(xié)同作用成為煤化工焦化廢水中低劑量典型污染物轉化的重要研究思路.針對經(jīng)生物處理的煤化工焦化廢水中的典型污染物，因為濃度低而不能實(shí)現有效的化學(xué)反應，所以使其從廢水本底中分離并富集于某個(gè)固定相中非常重要，此時(shí)，吸附技術(shù)成為首.部分工作證明了活性炭及仿生吸附劑能夠有效分離廢水中低劑量組分的有機氯化物，富集倍數超過(guò)1000倍.由于吸附作用的非選擇性，為了提高基于目標污染物的有效分離，功能吸附材料的開(kāi)發(fā)與分子印跡技術(shù)的應用可以實(shí)現靶向目標.超臨界流體具有非常優(yōu)越的理化性質(zhì)，超臨界流體技術(shù)已廣泛應用于化學(xué)分離、合成反應及廢水處理領(lǐng)域.在超臨界狀態(tài)下，水是一種良好的反應介質(zhì).它的臨界點(diǎn)為374.2℃，22.1MPa，這時(shí)水具有非常獨特的性質(zhì):擴散系數高，傳質(zhì)速率快;粘度低，混合性能好.超臨界水介電系數低，能與有機物及氣相如氧氣等氣體組分完全互溶，使化學(xué)反應在同一均相體系下進(jìn)行，從而反應過(guò)程傳質(zhì)阻力小，使部分難以在常規溶劑條件下進(jìn)行的反應得以實(shí)現.持久性污染物(POPs)的超臨界水氧化是最具發(fā)展前途的環(huán)境技術(shù)之一.已有研究表明，金屬還原能有效處理鹵代物，Yak等的研究顯示運用金屬還原在523K、10MPa下經(jīng)過(guò)1—8h的處理，Aroclor1260中高氯多氯聯(lián)苯(PCBs)全部被還原成低氯PCBs同類(lèi)物，進(jìn)一步處理則低氯PCBs同類(lèi)物基本全部脫氯.研究發(fā)現，以金屬氧化物ZrO2負載金屬能有效加快反應速度，提高還原效率.超臨界氧化對某些化學(xué)性質(zhì)穩定的化合物，所需要的反應時(shí)間依然較長(cháng)(數小時(shí))，為了加快反應速率、縮短反應時(shí)間、降低反應溫度，使超臨界氧化能充分地發(fā)揮出自身的優(yōu)勢，有必要尋求恰當的催化劑來(lái)提高反應效率。具體聯(lián)系污水寶或參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
(2)電化學(xué)技術(shù)
電化學(xué)強化好氧-厭氧耦合處理廢水是在好氧-水解基礎上利用電化學(xué)手段促進(jìn)廢水組分的降解，包括電化學(xué)強化好氧以及電化學(xué)強化厭氧兩個(gè)過(guò)程，這兩個(gè)過(guò)程有機地聯(lián)系在一起，利用電化學(xué)微生物反應器平臺，使好氧反應以及厭氧反應分別在陽(yáng)極池以及陰極池內進(jìn)行.陽(yáng)極電壓促使水電解產(chǎn)生氧氣(H2O→1/2O2+2e-+2H+)，在陽(yáng)極池內以氧氣作為電子受體，廢水中的有機質(zhì)作為電子供體在好氧細菌的作用下礦化成CO2以及其它小分子.另外，施加的陽(yáng)極電壓還可以作為微生物的能量來(lái)源，通過(guò)控制電壓大小促進(jìn)微生物生長(cháng)代謝.因此，可通過(guò)微生物-電化學(xué)協(xié)同作用促使污染物氧化降解.電化學(xué)-水解協(xié)同過(guò)程包括3個(gè)方面:第一，能夠將有機酸還原生成氫氣(RCOOH+e-→RCOO-+1/2H2)，起到調節溶液pH的作用;第二，一些具備氧化活性的有機物如鹵代烴難以被微生物水解，但能夠在陰極直接還原脫鹵，脫鹵后的產(chǎn)物易在水解菌作用下降解;第三，陰極電壓亦可作為水解菌的能量來(lái)源，不同的施加電壓表示供應給細菌生長(cháng)的熱力學(xué)能量的不同，細菌需改變自身呼吸途徑，以最大化利用外加能量.電化學(xué)協(xié)同的好氧-水解過(guò)程輔以固定化功能性微生物轉變分子結構，通過(guò)實(shí)驗室培養及分子手段研究不同條件反應器載體顆粒的生物多樣性，遴選出優(yōu)勢菌株，再通過(guò)質(zhì)粒工程技術(shù)，把已知的具有降解功能的基因片段結合到優(yōu)勢菌的細胞內，使其同時(shí)具備耐受及降解高毒有機物的功能，提高系統對目標污染物的針對性與有效性。
