句容市工业废水污水处理一体化设备工艺指导

句容市工业废水污水处理一体化设备工艺指导

焦化废水是在炼焦荒煤气化产回收流程中产生的含多种酚类、多环芳香族、含氮杂环化合物及脂肪族化合物的废水，所含污染物浓度大、成分复杂，是典型的有毒有害、难降解工业废水。现有处理技术主要采用生物净化脱氮和混凝沉淀等深度处理集成工艺，由于焦化废水难降解和有生物毒性的特点，直接用生物处理污染物负荷高，处理效率低，甚至需要在生物段添加大量的稀释水才能满足生物处理负荷要求，造成大量新水浪费和吨焦耗新水指标超标。如何提高其预处理效果，大幅度提高废水的可生化性，减少稀释水的用量，是目前焦化废水关注的重点。

　　微电解和Fenton氧化技术可有效分解废水中的大分子、难降解的有机污染物，提高废水的可生化性，广泛应用于制药、造纸、农药废水等多种难降解工业废水的预处理。笔者以微电解技术为核心，耦合Fenton氧化-絮凝沉淀工艺对焦化废水进行强化预处理实验，研究了其对焦化废水污染物去除效果和对可生化性的影响，为其在焦化废水预处理中的应用提供参考。

　　1、实验材料与方法

　　1.1 废水来源以及水质

　　本实验使用的废水来自于某焦化厂经气浮除去油和悬浮物后的焦化废水，其COD为2000~3500mg/L，BOD5为600~800mg/L，B/C为0.2~0.29，氨氮为25~100mg/L，挥发酚为300~500mg/L，pH为8.5~9.5。

　　1.2 微电解填料

　　微电解填料是由山东某填料厂家提供的多元催化氧化填料，由多元金属合金融合催化剂经高温微孔活化生产而成，其铁碳比约为5∶1，粒径1~3cm，填充空隙率65%，密度约1g/cm3，比表面积1.2m2/g。

　　1.3 检测方法

　　COD，重铬酸钾法;BOD5，稀释接种法;氨氮，纳氏试剂分光光度法;挥发酚，4-氨基分光光度法;Fe2+，邻菲啰啉分光光度法。

　　1.4 实验方法

　　微电解反应静态实验：研究微电解在最佳进水pH下(pH=3)的停留时间对焦化废水的污染物去除效果的影响，同时研究微电解过程中体系pH和Fe2+浓度的变化。

　　微电解-Fenton氧化-絮凝沉淀连续动态实验：通过微电解小试实验和查询文献确定Fenton氧化和絮凝沉淀的反应条件，通过动态实验验证不额外投加Fe2+的情况下对污染物的处理效果。

　　2、实验结果及讨论

　　2.1 微电解反应静态实验

　　取焦化废水50L，调节pH=3，将其注入微电解反应器并曝气，达到充氧和搅拌的目的，定时取样，化验出水的COD、BOD5、pH和Fe2+浓度指标。

句容市工业废水污水处理一体化设备工艺指导

　　2.1.1 微电解反应时间对COD、BOD5的影响

随着微电解反应时间的增长，反应液中Fe2+浓度呈先上升后下降的趋势。在120min内，Fe2+由220mg/L达到最高410mg/L的峰值，随后呈下降趋势，分析原因可能是因为在曝气的酸性条件下，生成的Fe2+存在Fe2++O2+4H+⇌4Fe3++2H2O的可逆转化过程，在微电解初期，反应速度快，生成Fe2+速度快，但随着微电解反应的进行，体系pH上升，Fe2+的生成速度也放慢，同时高浓度的Fe2+促使其转化向右进行，转化速度加快，Fe2+的生成速度开始低于其转化速度，导致Fe2+浓度开始下降。

　　经过以上实验分析，在控制进水pH=3的条件下，微电解反应120min时，对COD的去除、可生化性的提升以及Fe2+浓度都可以达到一个较好的效果，处理后废水的COD为1980mg/L，去除率20.2%，体系内Fe2+质量浓度可以达到410mg/L。

　　2.2 微电解-Fenton氧化-絮凝沉淀实验

　　2.2.1 实验条件和流程

　　微电解反应条件以静态实验的结果为准，设计进水pH=3，反应时间120min，曝气气水比3∶1，m(H2O2)∶m(COD)=1∶1，反应时间为120min。实际运行时Fenton氧化进水及参数：COD1900~2000mg/L、BOD5650~700mg/L、pH3~4、Fe2+400~430mg/L、H2O22000mg/L。由上述参数计算可知n(Fe2+)∶n(H2O2)在1∶(6.9~7.4)，当不额外添加Fe2+时，根据王春敏等的研究，Fe2+和H2O2的投加比例基本在合理范围之内。

　　絮凝沉淀使用PAM作为絮凝剂，以质量分数为30%的NaOH溶液作为调碱剂，控制反应pH8~9、PAM投加质量分数0.08%、絮凝时间30min、沉淀时间3h。

　　该实验为动态实验，实验流程如图3所示。来水进入调酸罐调酸后，通过计量泵以1m3/h的速度均匀地泵入反应系统，依次经过调酸罐、微电解反应器、二次调酸罐、Fenton氧化反应器、絮凝沉淀池后，取出水测定污染物指标。