石化廢水成分復(fù)雜，含有大量難降解有機物、有毒污染物及生物抑制性物質(zhì)，傳統(tǒng)生物處理工藝難以實現(xiàn)達標排放。催化臭氧氧化聯(lián)合生物活性炭（BAC）技術(shù)通過氧化-吸附-生物降解的協(xié)同作用，成為解決這一難題的創(chuàng)新方案。

技術(shù)原理與協(xié)同機制

催化臭氧氧化通過引入催化劑（如金屬氧化物或負載型催化劑），顯著提升臭氧分解產(chǎn)生羥基自由基（·OH）的效率。·OH氧化能力極強，可將大分子有機物分解為小分子中間產(chǎn)物，提高廢水可生化性。隨后，BAC單元通過活性炭的物理吸附和生物膜的生物降解作用，進一步去除殘余污染物。兩段工藝的協(xié)同效應(yīng)體現(xiàn)在：

氧化預(yù)處理：催化臭氧氧化打破有機物分子結(jié)構(gòu)，降低毒性，提高BAC單元的吸附與生物降解效率；

生物強化：BAC中的微生物群落（如放線菌、芽孢桿菌）可降解臭氧氧化產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，避免二次污染；

經(jīng)濟性優(yōu)化：臭氧利用率提升減少藥劑投加量，活性炭壽命延長降低更換成本。

工程應(yīng)用與效能驗證

清華大學(xué)張錫輝團隊在沿海某石化廢水處理廠的中試研究表明，采用臭氧/陶瓷膜/BAC組合工藝（O3+CMF+BAC），在臭氧投加量10-20 mg/L、空床停留時間1.5小時的條件下，出水COD穩(wěn)定低于30 mg/L，達到《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》（GB 31571-2015）。對比傳統(tǒng)芬頓工藝，該組合工藝處理成本降低66%，且無含鐵污泥產(chǎn)生。

華北某石化企業(yè)的O3-BAC中試數(shù)據(jù)顯示，催化臭氧氧化（催化劑為MnO?/Al?O?）將廢水BOD?/COD比值從0.1提升至0.3以上，BAC單元對難降解有機物（如多環(huán)芳烴）的去除率提高40%。菌群分析表明，BAC表面富集了高效降解菌，Shannon指數(shù)達4.2，微生物多樣性顯著優(yōu)于傳統(tǒng)活性炭濾池。

技術(shù)挑戰(zhàn)與優(yōu)化方向

盡管該技術(shù)優(yōu)勢顯著，實際應(yīng)用仍面臨以下問題：

催化劑流失與中毒：均相催化劑易隨廢水流失，非均相催化劑（如負載型TiO?）需解決活性組分溶出問題；

臭氧利用率提升：當前臭氧利用率不足30%，需開發(fā)高效傳質(zhì)反應(yīng)器（如微氣泡發(fā)生裝置）；

BAC生物膜穩(wěn)定性：高鹽或毒性物質(zhì)可能導(dǎo)致微生物群落失衡，需通過周期性反沖洗或接種耐鹽菌種維持活性。

未來研究可聚焦于：

復(fù)合催化劑開發(fā)：如Fe?O?@活性炭復(fù)合材料，兼具磁分離回收與催化功能；

工藝集成：耦合膜分離技術(shù)（如超濾）進一步截留難降解物質(zhì)；

智能化控制：基于在線傳感器（如COD、TOC）動態(tài)調(diào)節(jié)臭氧投加量與曝氣強度。

結(jié)語

催化臭氧氧化聯(lián)合BAC技術(shù)為石化廢水深度處理提供了高效、經(jīng)濟的解決方案。其通過氧化-生物協(xié)同作用，突破了傳統(tǒng)工藝的瓶頸，在出水達標與資源節(jié)約方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。隨著材料科學(xué)與微生物技術(shù)的進步，該技術(shù)有望成為工業(yè)廢水治理的核心技術(shù)之一，助力石化行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。