宝岛规律网
技術資料

焦化廢水深度處理工藝

來源:四川華清-污水處理技術/工藝頻道 發布日期:2014-11-06 點擊數:

焦化廢水產生于煤的高溫干餾、煤氣凈化及化工產品精制過程,是一種難生物降解有機廢水。焦化廢水不僅含有大量的氨鹽、氰化物、硫氰酸鹽等無機污染 物,還含有酚、萘、喹啉、吡啶、蒽等雜環及多環芳香族化合物。活性污泥法可有效去除焦化廢水中大多數無機和有機污染物,但對于有毒、難生物降解的可溶性污 染物無法完全去除。目前,許多焦化廠以絮凝法作為廢水深度處理的主要工藝,處理后的廢水僅能達到國家排放標準,難以達到工業循環冷卻水標準,不僅造成水資 源的浪費,甚至還可能引起環境污染。

絮凝-微波輻射-Fenton試劑氧化法利用絮凝劑除去相對分子質量較大的有機物,再以Fenton反應生成強氧化性自由基·OH(氧化電位 2.80 V)降解殘余的相對分子質量較小的有機物。在微波作用下,可使Fenton反應速率大幅提高,并且有機物可以氧化成H2O和CO2,調節pH可去除廢水中 殘余的Fe3+。該工藝投資和運行成本低,工藝簡單,操作簡便,動力消耗低,設備維修方便。

本工作以絮凝-微波輻射-Fenton試劑氧化法處理某焦化廠生化處理后的焦化廢水,處理后出水可以達到工業循環冷卻水標準,以期為焦化廢水的深度處理提供工藝依據。

1 實驗部分

1.1 試劑和儀器

聚合氯化鋁(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM):工業純;FeSO4、H2O2溶液、重鉻酸鉀、硫酸、氫氧化鈉:分析純。

廢水取自某焦化廠生化處理后的焦化廢水,廢水水質主要指標見表1。

XH-300A型電腦微波-超聲波組合合成萃取儀:北京祥鵠科技發展有限公司;AL204型電子天平:梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;T6型 新世紀紫外-可見分光光度計:北京普析通用儀器有限責任公司;PHS-25型pH計:上海精密科學儀器有限公司;JJ-4A型六聯同步自動攪拌機:國華電 器有限公司;電子萬用爐:北京市永光明醫療儀器有限公司。

1.2 實驗方法

取400 mL廢水,用濃度為l mol/L的硫酸或濃度為2 mol/L的NaOH溶液調節pH=7,攪拌下先后加入適量絮凝劑PAC與PAM,以120 r/min的攪拌轉速快速攪拌1 min,再以40 r/min的攪拌轉速慢速攪拌10 min,靜置40 min。取200 mL絮凝后的廢水,用濃度為l mol/L的硫酸或濃度為2 mol/L的NaOH溶液調節pH,反應溫度為50 ℃條件下加入一定量的質量濃度為2 g/L的FeSO4溶液和質量濃度為20 g/L的H2O2溶液。反應一段時間后,加入濃度為2 mol/L的NaOH溶液調節pH至10,終止Fenton試劑反應。靜置一段時間,取上清液測定COD、色度和濁度。

1.3 分析方法

采用重鉻酸鉀法測定COD;采用鉑鈷比色法測定色度;采用硫酸肼-六次甲基四胺法測定濁度。

2 結果與討論

2.1 微波輻射時間的影響

當PAC加入量為200 mg/L、PAM加入量為3mg/L、廢水pH=3、FeSO4加入量為250 mg/L、H2O2加入量為1 200 mg/L、微波功率為400 W時,微波輻射時間對廢水處理效果的影響見圖1。由圖1可見:濁度去除率一直維持在95%以上;微波輻射時間為0~50 min時,色度去除率逐漸增大;微波輻射時間為0~40 min時,COD去除率逐漸增大;隨著時間繼續延長,由于H2O2含量降低、Fe2+轉化為Fe3+,因此COD去除率有所減小;當微波輻射時間為60 min時,COD、色度、濁度去除率和出水COD分別為84.78%,95.55%,99.16%, 55.34 mg/L。因此,選擇最佳微波輻射時間為60 min。

2.2 微波功率的影響

當PAC加入量為200 mg/L、PAM加入量為3mg/L、廢水pH=3、FeSO4加入量為250 mg/L、H2O2加入量為1 200 mg/L、微波輻射時間為40 min時,微波功率對廢水處理效果的影響見圖2。由圖2可見:濁度去除率一直維持在95%以上;當微波功率在300~400 W時,色度去除率顯著提高;當微波功率在200~500 W時,COD去除率明顯增大。微波發生器采用溫度反饋法調節微波輸出功率,當微波功率低于300 W時,廢水的溫度未上升;當微波功率超過400 W時,廢水的溫度迅速升溫到設定值50 ℃,有利于Fenton反應生成自由基·OH。當微波功率為500 W時,出水COD最低,為64 mg/L。因此,選用微波功率為500 W。

2.3 FeSO4加入量的影響

當PAC加入量為200 mg/L、PAM加入量為3mg/L、廢水pH=3、 H2O2加入量為1 200 mg/L、微波功率為400 W、微波輻射時間為40 min時, FeSO4加入量對廢水處理效果的影響見圖3。由圖3可見:濁度去除率始終維持在90%以上;FeSO4加入量為0~300 mg/L時,色度去除率明顯增大;當FeSO4加入量在100~250 mg/L時,COD去除率增大,但隨后降低,這是因為FeSO4濃度過高時,Fenton反應速率過大,部分·OH與Fe2+反應生成OH-,Fe3+與 H2O2反應生成氧化性較低的·OH2;當FeSO4加入量為250 mg/L時,COD去除率最高,為83.70%,出水COD為60.00 mg/L。因此,確定最佳FeSO4加入量為250 mg/L。

2.4 H2O2加入量的影響

當PAC加入量為200 mg/L、PAM加入量為3mg/L、廢水pH=3、FeSO4加入量為250 mg/L、微波功率為400 W、微波輻射時間為40 min時,H2O2加入量對廢水處理效果的影響見圖4。由圖4可見:色度和濁度去除率一直維持在90%以上;H2O2加入量為1 400 mg/L時,COD去除率最高,為83.70%,出水COD為60.00 mg/L。因此,確定H2O2加入量為1 400 mg/L。

2.5 廢水pH的影響

當PAC加入量為200 mg/L、PAM加入量為3mg/L、FeSO4加入量為250 mg/L、H2O2加入量為1 200 mg/L、微波功率為400 W、微波輻射時間為40 min時,廢水pH對廢水處理效果的影響見圖5。由圖5可見:濁度去除率維持在95%以上;色度去除率也在90%左右;當廢水pH=3~5時,COD去除 率增大,當廢水pH=5~10時,COD去除率降低。pH過高,OH-與Fe2+和Fe3+生成沉淀,減弱Fe2+的催化作用;pH過低,H+抑制 H2O2還原Fe3+ ,降低反應·OH的生成。當廢水pH=5時,COD去除率最高,為85.87%,出水COD為51.59 mg/L。因此,確定廢水pH最佳值為5。

2.6 H2O2投加次數的影響

當PAC加入量為200 mg/L、PAM加入量為3 mg/L、廢水pH=3,FeSO4加入量為250 mg/L、H2O2總加入量為1 200 mg/L、微波功率為400 W、微波輻射時間為40 min時,H2O2投加次數對廢水處理效果的影響見圖6。由圖6可見:濁度去除率一直維持在96%以上;當H2O2投加次數增多時,色度、COD去除率均 明顯提高,多次投加H2O2的處理效果優于一次投加效果。H2O2多次投加可以提高反應的平均推動力,加快主反應速率,抑制副反應。H2O2投加次數為3 時,COD去除率最高,為85.81%,出水COD為52.21 mg/L。因此,確定投加H2O2最佳次數為3。

2.7 PAC加入量的影響

當PAM加入量為3 mg/L、廢水pH=3、FeSO4加入量為250 mg/L、H2O2加入量為1 200 mg/L、微波功率為400 W、微波輻射時間為40 min時,PAC加入量對廢水處理效果的影響見圖7。

由圖7可見:濁度和色度去除率維持在90%以上;隨PAC加入量增加,COD去除率增大;PAC的加入量過大時,廢水中剩余的Cl-消耗部分·OH 自由基,導致出水COD增大;當PAC加入量為350 mg/L時,COD去除率最高,為85.87%,出水COD為51.59 mg/L。經實驗確定PAC的加入量為350 mg/L。

2.8 PAM加入量的影響

當PAC加入量為200 mg/L、廢水pH=3、FeSO4加入量為250 mg/L、H2O2加入量為1 200 mg/L、微波功率為400 W、微波輻射時間為40 min時,PAM加入量對廢水處理效果的影響見圖8。由圖8可見:濁度和色度去除率維持在90%以上;當PAM的加入量為12 mg/L時,COD去除率最高,為86.41%,出水COD為49.62 mg/L。PAM加入量過高時,廢水中剩余的PAM單體和水解基團消耗部分·OH。經實驗確定PAM的加入量為12 mg/L。

2.9 絮凝-微波輻射-Fenton試劑氧化法的最佳工藝條件

絮凝-微波輻射-Fenton試劑氧化法的最佳工藝條件為:PAC加入量350 mg/L,PAM加入量12mg/L,廢水pH5,FeSO4加入量250 mg/L,H2O2總加入量1 400 mg/L,H2O2分3次投加,微波功率400W,微波輻射時間60 min。在此條件下,處理后的出水澄清透明,濁度去除率為98.59%,色度去除率為97.62%,COD去除率為86.21%。出水濁度為 1.25NTU,色度為0.11度,COD為50.34 mg/L,濁度和COD滿足GB50050-2007《工業循環冷卻水處理設計規范》中的要求,實現了深度處理后廢水的資源化利用。

3 結論

a)最佳工藝條件:PAC加入量為350 mg/L,PAM加入量為12 mg/L,廢水pH=5,FeSO4加入量為250 mg/L,H2O2總加入量為1 400 mg/L,H2O2分3次投加,微波功率為400 W,微波輻射時間為60 min。

b)在最佳工藝條件下,處理后的出水濁度為1.25 NTU,色度為0.11度, COD為50.34 mg/L;濁度去除率為98.59%,色度去除率為97.62%,COD去除率為86.21%。濁度和COD滿足GB50050-2007《工業循環冷卻 水處理設計規范》的要求,實現了深度處理后廢水的資源化利用。

最新發布
宝岛规律网 海洋剧场开奖官网 北京pk10赛车开奖时间 牛牛游戏平台有哪些 国外图片网站赚钱 怎样赌龙虎稳赢 天天捕鱼单机版 什么网站写h小说赚钱 七乐彩基本走势图分析 双色球基本走势图机选 11选5有什么技巧 今日银行股票推荐 分分时时彩票计划 街机飞禽走兽无限金币 手机女仆内购破解版游戏 重庆实时彩开奖结果 股票涨跌无限制