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高COD焦化废水处理-兰炭粉基活性炭 焦化废水处理―生物法

所属分类: 新闻中心 发布时间:2018-12-14

高COD焦化废水处理-兰炭粉基活性炭

  焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的,属高COD、高酚值、高氨氮量的有毒有害、难降解的高浓度有机工业废水。其中有机物以酚类化合物居多,约占总有机物的一半,有机物中还包括多环芳香族化合物和含氮、氧、碳的杂环化合物等。无机污染物主要以氰化物、硫化物、硫氰化物为主,处理难度较大,已成为现阶段环境保护领域亟待解决的一个难题。处理焦化废水的方法较多,大致分为物化法、化学法和生物法3类方法。据统计,焦化废水生化处理对于挥发酚及氰化物去除率较高,而对COD的去除率一般只能在80%以下,常常不能达到国家工业废水排放标准。吸附法是一种操作简便,可实现废水中有用资源回收利用、对高低浓度废水均适用的物理化学方法。崔晓君,黄龙等用活性炭对焦化废水生化出水进行了吸附研究。活性炭是一种优良的多孔性吸附材料,具有丰富的内部孔隙结构和较高的比表面积,而且在其孔的表面上含有大量的羧基、羟基、酚羟基、醌型羰基、内酯等官能团,因此活性炭具有很强的吸附性能,广泛应用于化工、环保、食品加工和军事化学防护等各个领域。活性炭是目前废水处理中普遍采用的吸附剂,可用于各类废水的处理。废弃兰炭粉价格低廉,无须炭化,耗能低,是以其为原料制备活性炭的有利方面。文中采用水蒸气活化法制备兰炭粉基活性炭,并考察兰炭粉基活性炭对高COD焦化废水的吸附性能。具体联系污水宝或参见更多相关技术文档。

  实验方法

  (1)兰炭粉基活性炭的制备

  称取一定量干燥后的兰炭粉,加入活化反应器内,向系统内通入氮气以驱赶其中空气,15min后开始加热,以10℃/min的速度升温至活化温度。在活化温度下活化一定时间后,停止加热。在氮气保护下降至室温。从炉内取出活性炭,在120℃干燥8h后备用。采用美国麦克公司的ASAP2020物理吸附仪对所制备的兰炭粉活性炭进行比表面积与孔结构的表征。

  (2)室温下,取焦化废水1L,置于反应器中,打开微型增氧泵,调节流量为3L/min后,加入一定量的兰炭粉活性炭,此时反应开始,一定时间后取样。取样后立即过滤,然后测定焦化废水中剩余COD的含量。化学需氧量(COD)采用重铬酸钾法测定。

  利用水蒸气活化废弃兰炭粉制备了活性炭,测得比表面积为620.94m2/g,总孔容积为0.4442cm3/g。对高COD焦化废水的吸附实验结果表明,在曝气和搅拌作用下对焦化废水COD的去除效率比在静态条件下明显提高;增加活性炭投加量可以有效缩短反应时间;活性炭的粒度越细,焦化废水中COD的去除率越高,但活性炭的粒度不是越小越好,有一个最佳的尺寸范围。综合考虑去除效果和经济性,确定兰炭粉基活性炭处理高COD焦化废水的工艺条件为:1L废水水样在曝气条件下,活性炭粒度100目、投加量10g/L,吸附时间1h,此工艺条件下COD的去除率可达到89.79%。

焦化废水处理―生物法

  焦化废水脱色一直是焦化废水处理中存在的一个难题,这主要是因为,焦化废水中部分有机化合物无法降解,这些化合物中有些含有烯键、羧基、酰胺基、磺酰胺基、羰基和硝基等生色团,并且含有―NH2、―NHR、―NR2、―OR、―OH和―SH等助色团,它们的相互作用造成生化出水色度仍然很高。此外,这些基团都是极性的,因此使出水中有机物易溶于水,并有可能使烷烃化合物发生乳化,在水中发生高度的分散作用,从而生成难于脱色的水溶液或胶体溶液。还有一个原因就是长期以来对焦化废水的处理都集中在氨氮、COD、BOD5及有毒有害的物质如氰化物的去除,对色度的去除缺乏针对性的研究。

  随着经济的发展和人们环保意识的增强,国家对废水排放标准也愈趋严格。因此,对焦化废水的脱色愈来愈受到重视。目前工程上对焦化废水的处理主要采用生化法,但生化法对焦化废水色度的去除不很理想,关于焦化废水色度达标排放的报道也很少。针对生化法脱色效果不理想这一问题,通常在生化出水后加上活性炭或粉煤灰吸附、混凝等深度处理工艺对其进行脱色。活性炭脱色效果较好,但存在再生困难、运行费用高等问题;粉煤灰等成本低且达到以废治废的目的,但使用后大量粉煤灰的处置是一个大问题。为解决这些传统的方法存在的问题,众多学者致力于研究开发新的脱色技术和工艺,譬如培养专门针对脱色的生物菌种、研制高效脱色絮凝剂等,取得了较好的效果。高级氧化技术不仅能有效降低焦化废水的COD、氨氮、有毒有害物质,也有很好的脱色效果,是一种极具发展潜力的脱色方法。具体联系污水宝或参见更多相关技术文档。

  众所周知,各种微生物对污染物质的降解都有一定的选择性。因此,传统的生物法虽对氨氮及引起COD的某些污染物能降解,但对引起色度的某些有机化合物却无能为力,所以培养驯化出能专门降解引起色度的这些化合物的生物菌种,才能从根本上解决焦化废水的脱色问题。李立敏等将HENGJIE高效混合菌制剂和粉末活性炭加入O1-A-O2废水处理系统中,进行焦化废水处理中试。结果表明,废水色度由原来的1000倍以上降为200倍以下。谢志建等培养驯化出几株脱色的生物菌,对经A-O处理后的焦化废水进行脱色,废水的色度由原来的500倍降为100倍左右。某焦化厂采用HSB-A-O生化处理技术处理焦化污水,该系统投入生产后,脱色效果良好,出水色度为8倍左右,远远低于排放标准的要求。

  当然,培养出对引起色度的物质有良好降解能力的菌种还需不断摸索和研究,使菌种适应性高,抵抗毒性的能力强。目前利用生物法脱色在焦化废水的处理中还处于试验阶段,生物脱色的机理仍需作进一步的详细研究。

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