Page 188 - 《精细化工》2020年 第10期

·2118· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

这表明降解喹啉过程中，喹啉作为缺 π 电子的 废水的 COD 去除率可达到 92.9%，反应 60 min 时，
芳香杂环化合物，吡啶环上 C 的电负性高于 N，使 COD 去除为 94.6%。NH 3 -N 质量浓度随着时间的延
得吡啶环上电荷密度相对低于苯环，导致•OH 易进 长呈现先升高后降低的趋势，基于 UV 和 LC-MS 结
攻苯环上的 8-位，发生亲电加成，形成 8-羟基喹啉； 果分析，CWAO 降解模拟焦化废水反应过程中，废
8-羟基喹啉继续在•OH 作用下形成 5,8-二羟基喹啉， 水中所含的喹啉降解过程生成 8-羟基喹啉等有机中
易于被氧化形成醌类物质，醌类物质继续分解形成 间体的同时，也产生氨类、CO 2 、H 2 O 等小分子化
2,3-吡啶二甲醛。2,3-吡啶二甲醛很不稳定，易被氧 合物，只不过在喹啉降解初期，废水以生成有机中
化成 2,3-吡啶二甲酸，形成烟酸，随着反应的进行 间体为主，NH 3 -N 的产量较少，反应进行到 10 min
最终生成氨类、氮气、CO 2 、CO、H 2 O 等小分子化 时，喹啉已被大量降解，其吡啶环和有机中间体的
合物。 氮原子也会分解转化为 NH 3 -N，溶解到废水中，增
2.6 催化剂重复使用性 加了废水中的 NH 3-N 质量浓度，导致反应 10 min 时
催化剂重复使用性是决定催化剂实际应用能力 NH 3 -N 质量浓度升高至峰值 89.4 mg/L，随着降解反
的关键因素。采用离心分离法对催化剂进行重复使用， 应持续进行，废水中的 NH 3 -N 被 CWAO 氧化降解，
重复实验条件为：喹啉初始质量浓度为 1000 mg/L， 使得其质量浓度持续降低，在反应 60 min 时，NH 3 -N
反应 O 2 分压为 0.53 MPa，催化剂质量浓度为 质量浓度降至 61.1 mg/L。
0.2 g/L，反应时间为 60 min，反应温度为 240 ℃。
重复使用催化剂 4 次，测定催化剂重复使用时的活
性，喹啉和 COD 的最终去除率随次数变化如图 9
所示。

图 10 模拟焦化废水的 COD 及 NH 3 -N 去除效果
Fig. 10 COD and NH 3 -N removal of the simulated coking
wastewater

2.8 实际焦化废水降解

图 9 CuMgLa/Al 2 O 3 催化剂的重复使用性 在反应温度 240 ℃，催化剂质量浓度为 0.2 g/L，
Fig. 9 Reuse of CuMgLa/Al 2 O 3 采用 CWAO 法降解太原某焦化厂的焦化废水，结

由图 9 可知，CuMgLa/Al 2 O 3 重复使用 4 次后， 果见图 11。

喹啉的去除率为 86.9%，COD 的去除率为 73.1%，
仍保持初始值的 88.5%和 77.4%，结果表明，CuMgLa/

Al 2 O 3 催化剂具有较好稳定性。
2.7 模拟焦化废水降解
实际焦化废水中酚类物质约占焦化废水主要污
染物总量 的 60% 。 喹啉类含氮 杂环物质约 占
13.74%。所以配制苯酚与喹啉质量比为 4∶1 的模拟
焦化废水，其中有机物的初始质量浓度为 3000
mg/L。经测定，该模拟焦化废水的 COD 初始质量浓
度为 7000 mg/L、NH 3 -N 质量浓度为 10.1 mg/L。
CWAO 降解模拟焦化废水实验条件如下：反应温度 图 11 实际焦化废水的 COD 及 NH 3 -N 去除效果
Fig. 11 COD and NH 3 -N removal effect of the actual
为 240 ℃，反应时间为 60 min，O 2 分压为 0.53 MPa，
coking wastewater
催化剂质量浓度为 0.2 g/L，结果见图 10。
从图 10 可以看出，反应 10 min 时，模拟焦化 该焦化废水的 COD 初始质量浓度为 4740.0 mg/L，