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聚氯化铝等混凝剂在焦化废水处理方面的应用

发布时间:2015-07-28 出自:聚合氯化铝 已被浏览:342 次

1焦化废水的来源及性质

焦化废水是煤制焦碳、煤气净化、及焦化产品回收过程中产生的废水。其污染成分含有氨、氰、硫氰根等无机污染物及酚、萘、蒽、喹啉、异喹啉、吲哚、吡啶等难降解有机污染物。其中这些复杂的污染物质导致焦化废水成为了COD值、酚值、氨氮值极高的难处理工业废水。且焦化废水中含有许多具有毒性和潜在的致癌性物质,如果不经有效治理,直接大量排放,会严重污染生态环境并危害人类的健康生活。

2焦化废水深度处理常用技术

2.1物理法

2.1.1混凝沉淀法

混凝沉淀法是工业废水处理中常用的方法之一。它可以去除废水的浊度、色度、以及各种有毒有害污染物。混凝过程是指水中的细小颗粒物或胶体粒子在混凝剂作用下逐渐成长并最终从水中沉淀脱离出来的过程。胶粒性质、混凝剂的水解产物以及两者相互作用程度都会影响混凝沉淀法的作用效果。

目前,在混凝沉淀法中聚合硫酸铁(pFS)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚氯化铝等是应用较多混凝剂。

肖林波等人针对聚氯化铝(pAC)和聚合硫酸铁(pFS)的投加量和pH值在深度处理焦化废水的COD值和色度的去除效果两方面的影响进行了研究。实验得出混凝剂的最佳混凝处理条件:PAC投药量为6g/L,pH值为7,PFS投药量为5.5g/L;pH值为7。在最佳混凝处理条件下,PAC对CODcr的去除率为44.83%,脱色率为80%;PFS对CODcr的去除率为38.71%,脱色率为80%。PAC去除CODcr的效果比PFS好;而脱色效果二者相同。聚丙烯酰胺常作为助凝剂使用。

在传统的混凝沉淀法中,混凝剂投入量较大,且某些单一系别混凝剂在使用过后会在出水中部分残留,外排后会对环境及人体带来危害。所以为了更有效的处理焦化废水,絮凝剂的混合使用就可见一斑了。郑义等对聚合硫酸铁(PFS)、硫酸铝(Al2(sO4)3)及聚丙烯酰胺(PAM)交叉混合深度处理焦化废水进行研究,最终得出结论,采用PFS与PAM组合处理废水效果最好,出水色度为70倍,CODcr为68mg/L,去除率分别为73.08%、62.22%,最佳条件:pH=5,投加量为(40+6)mg/L。

2.1.2吸附法

吸附法在废水处理中常用的吸附剂有活性炭、硅藻土、矿渣等。吸附法处理废水的原理是利用吸附剂的多孔性表面吸附废水中的一种或者几种溶质,达到去除某种溶质的目的,对废水进行处理。吸附法对硬度、氨氮、COD和悬浮物都有去除效果,对COD和悬浮物的去除效果更佳。

活性炭是最常用的一类吸附剂,但是由于活性炭再生系统操作难度大,装置费用高,所以未得到广泛推广。我国粉煤灰排放量大,每年超过1亿吨,粉煤灰在一定条件下具有絮凝沉淀和过滤作用,这为其作为吸附剂处理废水提供了条件,同时解决了再生问题,

张昌鸣等对山西焦化厂采用粉煤灰为吸附剂以生化出水为研究对象进行在线处理做了报道。出水只有氨氮值没有达到我国一级焦化新厂排放标准。而处理后出水的COD、挥发酚、氰化物、硫化物、油、氨氮、BOD5、色度等指标的平均去除率为57.41%。针对将粉煤灰为吸附剂深度处理焦化废水,张新喜等研究得出最佳吸附条件为:投加量18g/L、温度T=20℃、pH=4、吸附时间t=40min;处理后的焦化废水色度的去除效果可以达到31%左右,COD的去除率可以达到17%左右。

2.2化学法

化学法主要是利用高级氧化法深度处理焦化废水。高级氧化技术(AdvnacedOxidationProeesses简称AOPS)是近20年来水处理领域兴起的新技术,它通过化学或物理化学的方法将污水中的污染物直接氧化成无机物,或将其转化为低毒的易生物降解的中间产物。

高级氧化技术一般借助紫外光、超声波或采用加入催化剂、氧化剂等多种途径产生高活性的.OH。这是高级氧化技术的关键。高级氧化技术根据处理方法不同主要有湿式空气氧化、,光化学氧化法、声化学氧化法、化学氧化法、超临界水氧化等。

废水中大多为难处理的有机污染物,利用氧化法可有效地氧化废水中的酚。乔瑞平等采用UV-Fenton法对制浆废水进行处理,得到了最佳工艺条件:pH为3.5、H2O2投加量46.19mmol/L、Fe2投加浓度3.06mmol/L,反应60min后CODcr去除率达到67.13%,出水CODcr降到428mg/L,同时改善了废水的可生化性。

光催化氧化法是一种新兴的废水处理技术。其氧化机理为:电子被激发,跃迁到导带,产生原初电荷分离,从而产生导带电子和禁带空穴。这些电子和空穴对迁移到表面后,具有强的接收电子的倾向,可以参加氧化还原反应,直接将有机分子氧化为正碳自由基或将表面现象的水分子氧化为.OH。生成的羟基自由基进攻有机物分子,使之氧化和分解,最终使有机污染物转化为CO2、H20和无机盐达到矿化。光催化氧化法具有无毒、安全、稳定性好、催化活性高、见效快、能耗低、可重复使用等优点,因而受到各国学者普遍重视,是目前环保和材料领域研究的热点。高华等用紫外光催化氧化处理焦化废水,其最佳光催化条件为:废水流量为3600mL/h时,出水COD值降至100mg/L以下;色度降至100倍以下。高敏江等研究了磁性纳米Ti02/Fe304复合型光催化剂对焦化废水中污染物的处理效果,结果表明:在实验室高曝气量和紫外光照的条件下,此催化剂对COD和NH3-N的光催化效果最佳。2.6g.L-l的磁性粒子光催化剂对COD和NH3-N的去除率分别达到了98.91%和77.35%。除此之外,Ti02/Fe304复合粒子对焦化废水中总有机物去除也有良好的处理效果。

2.3生物法

生物处理法是焦化废水处理技术中应用最为广泛的一种。生物处理法通过降解活性微生物,使废水污染物发生氧化反应,转化为可被微生物吸收的小分子,进而达到净化目的。生物处理法在工程应用上具有工艺成熟、运行成本低、管理方便等优点。

氧化塘法、曝气生物滤池法(BAF)、生物活性炭法(BAC)以及固定化生物技术是现阶段最常用的生物处理方法。其中生物脱氮除磷工艺应用最广,在国内,有30多家焦化厂采用该工艺处理焦化废水,该工艺运行稳定可靠,COD及NH3-N的去除率分别在93%及86%以上,处理出水基本能够达到国家二级排放标淮…(GB13456-92)。杨平等通过对焦化废水生物处理各种工艺的比较,认为A2/O工艺是目前最好的一种焦化废水处理工艺。何苗等采用厌氧一缺氧一好氧工艺处理焦化废水,当进水的COD值和氨氮值分别为1300mg/L和245mg/L时,处理后出水浓度可达到190mg/L和19.6mg/L,去除率分别达到854%和920%。

3结语

焦化废水是一种很难处理的有机废水,而我国是焦炭生产大国,焦化废水排放量大,对环境污染严重,从国内焦化废水处理技术现状来看,尽管经过多年的努力,得到了很大的进展,解决了很多问题,但总体上看,却没有实质性的突破,还存才许多问题,如:投资高、运行费用高、维护难等问题。所以焦化废水处理技术仍需努力改进。

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