石化廢水成分復(fù)雜，含有苯系物、酚類、多環(huán)芳烴等難降解有機(jī)物，傳統(tǒng)處理工藝難以滿足日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)循環(huán)流化床-臭氧催化氧化技術(shù)通過強(qiáng)化傳質(zhì)與催化反應(yīng)協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了污染物的高效礦化，成為石化廢水深度處理領(lǐng)域的技術(shù)突破。

技術(shù)原理：三相流化與催化協(xié)同

該技術(shù)將臭氧催化氧化與流化床反應(yīng)器結(jié)合，通過氣-液-固三相協(xié)同作用提升處理效能。在反應(yīng)器內(nèi)，催化劑顆粒呈流化狀態(tài)，與廢水、臭氧充分接觸。臭氧在催化劑表面分解為羥基自由基（·OH），其氧化還原電位高達(dá)2.8V，可無選擇性地降解大分子有機(jī)物。流化床的獨(dú)特設(shè)計(jì)使催化劑顆粒處于懸浮運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，顯著提高了傳質(zhì)效率，解決了傳統(tǒng)固定床工藝中催化劑表面污染物沉積導(dǎo)致的活性下降問題。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)臭氧利用率可達(dá)68%，遠(yuǎn)高于固定床工藝的39.8%。這是因?yàn)榱骰癄顟B(tài)增大了催化劑與污染物的接觸面積，同時(shí)強(qiáng)化了氣液傳質(zhì)過程，使臭氧分子更易轉(zhuǎn)化為活性自由基。

工藝優(yōu)勢：高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)

與傳統(tǒng)臭氧氧化技術(shù)相比，內(nèi)循環(huán)流化床-臭氧催化氧化技術(shù)具有三大顯著優(yōu)勢：

傳質(zhì)效率高：流化床內(nèi)催化劑顆粒的劇烈運(yùn)動(dòng)使反應(yīng)界面不斷更新，避免了固定床中可能出現(xiàn)的傳質(zhì)限制。研究表明，在相同條件下，流化床工藝對(duì)TOC（總有機(jī)碳）的去除率比固定床高24.74個(gè)百分點(diǎn)。

催化劑用量少：流化床催化劑粒徑較小，外表面積大，單位處理量所需催化劑投加量僅為固定床的1/10左右。這不僅降低了運(yùn)行成本，還減少了催化劑更換頻率。

抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)：內(nèi)循環(huán)流化床通過獨(dú)特的三相循環(huán)結(jié)構(gòu)，可快速稀釋進(jìn)水污染物濃度，維持反應(yīng)器內(nèi)穩(wěn)定的處理環(huán)境。即使進(jìn)水COD波動(dòng)較大，系統(tǒng)仍能保持較高的去除效率。

工程應(yīng)用與效果驗(yàn)證

在華北某石化企業(yè)的中試項(xiàng)目中，采用內(nèi)循環(huán)流化床-臭氧催化氧化工藝處理二級(jí)生化出水（COD約20mg/L）。運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示：

COD去除率：在臭氧投加量75mg/(L·h)、催化劑投加量40g/L的條件下，反應(yīng)1小時(shí)后COD降至9.28mg/L，去除率達(dá)46.85%；

UV254去除：對(duì)芳香族化合物的去除效果顯著，UV254去除率達(dá)79.44%，遠(yuǎn)高于固定床工藝的52.10%；

經(jīng)濟(jì)性：噸水處理成本較傳統(tǒng)工藝降低約20%，主要得益于催化劑用量減少和臭氧利用率提升。

技術(shù)挑戰(zhàn)與發(fā)展方向

盡管該技術(shù)優(yōu)勢明顯，但仍面臨催化劑壽命和運(yùn)行成本控制的挑戰(zhàn)。未來研究可聚焦于：

抗污染催化劑開發(fā)：通過表面改性或復(fù)合載體設(shè)計(jì)，提高催化劑抗焦油沉積能力；

智能控制優(yōu)化：結(jié)合在線監(jiān)測技術(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)臭氧投加量和反應(yīng)時(shí)間，進(jìn)一步降低能耗；

多技術(shù)耦合：與生物濾池或膜分離工藝聯(lián)用，構(gòu)建“預(yù)處理-深度處理-資源回收”全流程解決方案。

結(jié)語

內(nèi)循環(huán)流化床-臭氧催化氧化技術(shù)通過創(chuàng)新反應(yīng)器設(shè)計(jì)和催化機(jī)制優(yōu)化，為石化廢水深度處理提供了高效、經(jīng)濟(jì)的解決方案。其優(yōu)異的傳質(zhì)性能和催化劑利用效率，使其在難降解有機(jī)廢水治理領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。隨著材料科學(xué)和控制技術(shù)的進(jìn)步，該技術(shù)有望成為石化行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)之一。