高濃度煤化工廢水的處理新技術(shù)研究.pdf

1、煤化工廢水有機(jī)污染物種類多，C O D高，嚴(yán)重污染水源生態(tài)環(huán)境，對(duì)人類、動(dòng)植物的健康也造成一定威脅。因其具有高濃度難降解的特性，用單一的處理方法，往往難以達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，所以經(jīng)常需要在深度處理之前先對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。而且某些處理方法雖然效果好，但經(jīng)濟(jì)成本高，不適合大規(guī)模運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中。因此探索一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用且效果明顯的處理煤化工廢水的方法，不僅可以解決當(dāng)前煤化工廢水難以達(dá)標(biāo)的問題，而且對(duì)于保護(hù)人類水環(huán)境，促進(jìn)水資源可持續(xù)發(fā)展具有非常廣泛

2、的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)意義。
　　本文以北京某煤化工工廠的煤化工廢水為研宄對(duì)象，主要研宄內(nèi)容有：⑴對(duì)煤化工廢水的來源、特點(diǎn)以及處理現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹；針對(duì)所選煤化工廢水采用適合的處理方法，并對(duì)其方法進(jìn)行了現(xiàn)狀研宄。⑵針對(duì)煤化工廢水高濃度難降解的特性，選用酸化+復(fù)合絮凝法對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理。將煤化工廢水進(jìn)行過濾，探索酸化沉降的最佳條件，選取聚合硫酸鐵（PFS)、聚合氯化鋁（PAC)和明礬(KA1(SO4)2?12壓0)三種絮凝劑分別和助凝劑聚丙烯酰

3、胺（PAM)復(fù)配處理煤化工廢水，從而確定最佳預(yù)處理方案。⑶由于煤化工廢水預(yù)處理后一些難降解物質(zhì)仍存在，出水水質(zhì)難以達(dá)標(biāo)，選用D SA電化學(xué)法對(duì)其進(jìn)行深度處理。從實(shí)驗(yàn)室四種D SA電極（Ti/TiO2-Ta2O5-IrO2-SnO2、Ti/TiO2-Ir〇2-RuO2-SnO2、Ti/TiO2-Ta2O5-IrO2、Ti/Ti〇2-IrO2-RuO2)中篩選出最佳 DSA陽極，以鈦板為陰極，在電解單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗(yàn)，得出正交試驗(yàn)

4、的最優(yōu)組合。為了優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在正交試驗(yàn)最佳條件下進(jìn)行了極板排列研宄，從中篩選出最佳處理效果所對(duì)應(yīng)的極板排列方式，用該極板排列方式對(duì)預(yù)處理后的煤化工廢水進(jìn)行電化學(xué)法深度處理。⑷對(duì)確定的酸化復(fù)合絮凝+DSA電化學(xué)法處理煤化工廢水的技術(shù)工藝進(jìn)行成本可行性分析和降解機(jī)理的研宄。
　　本研究表明：①對(duì)煤化工廢水預(yù)處理時(shí)：單獨(dú)使用無機(jī)絮凝劑的條件下，PFS的絮凝效果要比PAC和明礬好；無機(jī)和有機(jī)絮凝劑復(fù)配的條件下，PFS+PAM的復(fù)配絮凝效

5、果要強(qiáng)于PAC+PAM、明礬+PAM和任何絮凝劑單獨(dú)使用的效果。②煤化工廢水的最佳預(yù)處理方案：過濾廢水，pH=3酸化后沉降再次過濾；調(diào)節(jié)pH=8且PFS和PAM的復(fù)配比為50:1，此種情況下廢水COD、氨氮、揮發(fā)酚和色度的去除率分別達(dá)到了77.83％、83.70%、69.01%和95.71%。③對(duì)煤化工廢水進(jìn)行深度處理，通過單因素實(shí)驗(yàn)篩選出最佳DSA陽極為Ti/TiO2-Ta2O5-IrO2-SnO2電極，并對(duì)極板間距、電壓、電解質(zhì)Na

6、Cl、p H值、電解時(shí)間對(duì)煤化工廢水的深度處理做了研宄，得到單因素最佳實(shí)驗(yàn)參數(shù)；在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，挑選部分有代表性的因素做正交試驗(yàn)，各主要因素對(duì)COD去除率的影響主次順序?yàn)殡妷?電解時(shí)間>pH>電解質(zhì)N a C l添加量。正交試驗(yàn)的最佳實(shí)驗(yàn)參數(shù)：在選定催化陽極Ti/TiO2-Ta2O5-IrO2-SnO2和最佳極板間距1cm前提下，電壓5.5V、電解質(zhì)NaCl添加量2g/L、pH為6、電解時(shí)間3h。④為了優(yōu)化實(shí)驗(yàn)效果，在深度處理正交試

7、驗(yàn)的最佳實(shí)驗(yàn)參數(shù)條件下，研宄了極板排列方式對(duì)煤化工深度處理的影響效果，得出DSA電催化氧化法深度處理煤化工廢水的最佳極板排列方式為復(fù)極性極板排列，試驗(yàn)條件為：Ti/TiO2-Ta2O5-IrO2-SnO2陽極與電源正極相連，鈦陰極與負(fù)極相連，中間排列Ti/TiO2-Ta2〇5-IrO2—個(gè)電極的復(fù)極式極板排列方式。對(duì)預(yù)處理后的煤化工廢水用該最佳深度處理方案處理后，COD、氨氮、揮發(fā)酚和色度去除率分別達(dá)到98.41%、99.64%、99.

8、85%和99.57%，分別達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996三級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。⑤選用的最佳處理方案中，煤化工廢水預(yù)處理方案酸化-復(fù)合絮凝法經(jīng)濟(jì)成本低，僅為1.4903元/噸廢水，工藝經(jīng)濟(jì)實(shí)用，降低了后續(xù)深度處理的負(fù)荷。預(yù)處理中酸化法破壞了廢水中一些極其穩(wěn)定的有機(jī)污染物，破乳除油；而復(fù)合絮凝的PFS能提供大量的多羥基絡(luò)合離子，且PAM與PFS聯(lián)用使絮體迅速凝結(jié)變大，加速其沉淀，增強(qiáng)凈化效果；深度處理方案DSA電化學(xué)法