焦化廢水生化出水吸附劑脫色和去除COD的試驗研究.pdf

1、焦化廢水是煤高溫裂解得到焦炭和煤氣，在回收焦油、苯等副產(chǎn)品的過程中產(chǎn)生的。其成分非常復(fù)雜，含有焦油、苯、苯酚、氰化物、吡啶、喹啉、嘧啶等生物難降解物質(zhì)，色度高，水量、水質(zhì)變化大，是一種典型的含有大量有毒有害物質(zhì)的工業(yè)廢水。單獨使用生物處理工藝對焦化廢水中色度和COD的去除效果并不十分理想，難以使出水達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，給環(huán)境和人類社會帶來嚴(yán)重危害。研究表明：生化處理后的焦化廢水，經(jīng)吸附劑吸附處理能夠有效地降低廢水中的色度和COD，并使之達(dá)

2、到國家中水回用標(biāo)準(zhǔn)。
　　 本課題試驗研究采用靜態(tài)試驗(包括單因素靜態(tài)試驗和正交試驗)和吸附動態(tài)試驗。確定了四種吸附劑：半焦、活性炭、焦炭末，和粉煤灰。取自太原市某焦化廠廢水處理站經(jīng)隔油、氣浮、厭氧、缺氧、好氧和最終經(jīng)二沉池處理的出水(此處出水水質(zhì)為CODcr=197.64～264.31mg/L，NH3--N=16.4～37.62mg/L，PH=7～10，色度≈180倍)經(jīng)BAF(曝氣生物濾池)深度處理后出水作為本次試驗的主要使

3、用水，該水質(zhì)為CODcr≈60mg/L，NH3-N≈1.8mg/L，PH≈6～8，色度≈75倍。在靜態(tài)單因素、正交試驗和吸附動態(tài)試驗下分別得到的最佳去除效果下和反應(yīng)條件。研究結(jié)果如下：
　　 (1)利用單因素分析方法通過對四種吸附劑在藥品上的投加量、pH、溫度及粒徑上等不同因素及在不同水質(zhì)下對吸附劑的影響分析，最終確定：
　　 a. 活性炭在各種單因素的情況下(其他條件不變)，最佳的處理效果是投加量為400mg，去除CO

4、D的效果為69.4[％]，脫色效果為73.2[％]；pH值為3，去除COD的效果為80.1[％]，脫色效果為90.4[％]；溫度上最佳脫色效果是在50℃，去除率為95.0[％]，去除COD在60℃，去除率為88.4[％]；粒徑的最佳大小是在大于0.45mm小于2.0mm內(nèi)。
　　 B. 半焦在各種單因素的情況下(其他條件不變)，最佳的處理效果是投加量為400mg，去除COD的效果為65.0[％]，脫色效果為77.8[％]；pH值

5、為3，去除COD的效果為78.3[％]，脫色效果為92.3[％]；溫度上最佳脫色效果是在55℃，去除率為96.0[％]，去除COD在60℃，去除率為85.4[％]；粒徑的最佳大小是在大于0.45mm小于2.0mm內(nèi)。
　　 C. 焦炭在各種單因素的情況下(其他條件不變)，最佳的處理效果是投加量為400mg，去除COD的效果為60.8[％]，脫色效果為68.1[％]；pH值為3，去除COD的效果為72.1[％]，脫色效果為86.8

6、[％]；溫度上最佳脫色效果是在55℃，去除率為94.6[％]，去除COD在60℃，去除率為82.4[％]；粒徑的最佳大小是在大于0.45mm小于2.0mm內(nèi)。
　　 D. 粉煤灰在各種單因素的情況下(其他條件不變)，最佳的處理效果是投加量為400mg，去除COD的效果為35.3[％]，脫色效果為40.2[％]；pH值為3，去除COD的效果為45.1[％]，脫色效果為51.3[％]；溫度上最佳脫色效果是在45℃，去除率為57.1[

7、％]，去除COD在60℃，去除率為57.2[％]；粒徑的最佳大小是在大于0.45mm小于2.0mm內(nèi)。
　　 E.在不同水質(zhì)情況下，各吸附劑表現(xiàn)出來的趨勢相同，但面對高污染的焦化廢水四種吸附劑綜合表現(xiàn)為半焦、活性炭、焦炭和粉煤灰，這又一次驗證在處理焦化廢水上，煉焦過程中產(chǎn)生的廢水半焦和焦炭對其有一點優(yōu)勢，這也為試驗深入研究提供了方向。
　　 各吸附劑在單因素面前表現(xiàn)的處理效果不錯，有些因素上甚至可以達(dá)到國家中水回用標(biāo)準(zhǔn)，

8、但多數(shù)仍達(dá)不到這標(biāo)準(zhǔn)。
　　 (2)利用正交試驗設(shè)計的方法找出活性炭、粉煤灰、焦炭和半焦四種吸附劑在處理焦化廢水中的最佳投加量、水樣pH值和溫度，并分別分析了影響因素的顯著性，結(jié)果表明半焦在四種吸附劑中處理效果最好，色度去除率為96.7[％]，COD去除率為74.3[％]。
　　 (3)進(jìn)行吸附劑的穿透試驗，了解吸附劑去除COD的最大吸附容量。在采用相同的試驗條件下，取25g粒徑為10目到40目間的吸附劑投加入直徑為10

9、0mm的柱體，吸附水質(zhì)為經(jīng)BAF工藝法深度處理后的焦化廢水，CODcr約為60mg/L，色度約為75倍。四種吸附劑活性炭、半焦、焦炭和粉煤灰的最大穿透時間分別為330min，300min，240min，210min。
　　 (4)進(jìn)行吸附劑的吸附試驗為的是能獲得更多的參考數(shù)據(jù)有關(guān)于各吸附劑在實際應(yīng)用中的實際效果，試驗獲得各吸附劑在達(dá)到最佳吸附效果時所需要的層高。試驗的基本條件同于做穿透曲線試驗時，用吸附劑將該柱體填滿，以下進(jìn)水方

10、式進(jìn)水，柱體上從下往上每隔50mm一個出水檢測口，以檢測不同層高的出水水質(zhì)。經(jīng)試驗得出四種吸附劑活性炭、半焦、焦炭和粉煤灰達(dá)到《中水回用標(biāo)準(zhǔn)》所要求的標(biāo)準(zhǔn)即色度≤40倍，CODcr≤50mg/L的層高分別為85mm、85mm、85mm和185mm。
　　 (5)對比四種吸附劑的吸附效果進(jìn)行成本估算，通過對廢水處理吸附劑費用和處理效果的綜合比較，確定本課題試驗處理焦化廢水生化出水的最佳吸附劑為：半焦，此吸附劑每噸購置費用不足傳統(tǒng)吸