赤泥基粒子电极制备及三维电催化氧化预处理焦化废水应用

利用赤泥、田菁粉和碳粉在高温焙烧条件下制备电催化性能良好的赤泥基粒子电极。文章探讨了赤泥基粒子电极在三维电催化处理焦化废水过程中的电催化特性。研究结果表明:350℃焙烧温度制备的粒子电极在填充量为废水体积80%、电流密度为100 A/m^(2)、反应时间为75 min的三维电催化条件下,对焦化废水COD_(Cr)和挥发酚的去除率分别达到66.60%和81.79%,处理1 m^(3)焦化废水耗电量为0.11 k W·h。该三维电催化系统经过480 h连续运行,COD_(Cr)的去除率大于60%,挥发酚的去除率大于76%,稳定性较好,电催化性能优于二维电催化氧化体系。

鞍钢鲅鱼圈焦化废水减量及回用改造实践

介绍了鞍钢鲅鱼圈焦化废水处理工艺运行概况,分析了焦化废水工艺存在的问题,通过提升预处理单元、生化处理系统和深度处理系统的功能,新增膜脱盐处理系统,大大提升了焦化废水系统出水水质,中水回用率达到70%以上。最终膜脱盐处理系统的浓水水质指标达到了《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171—2012)中的间排标准,全部回用于烧结混料,净水全部回用于循环水系统,实现了焦化废水零排放的目标。

二氧化铅电极改性及电催化降解焦化废水中蒽

为了研究电催化对焦化废水中污染物的降解效果,采用电沉积法制备了Ti/PbO_(2)、Ti/PANI/PbO_(2)和Ti/PANI/PbO_(2)-Ce三种电极,对电极进行扫描电镜和X射线衍射表征、电化学性能测试、产羟基自由基(·OH)能力测试和加速寿命测试。结果表明,经聚苯胺(PANI)和铈(Ce)改性的Ti/PANI/PbO_(2)-Ce电极具有更好的表面形貌和更高的催化活性,能产生更多的·OH,析氧电位为1.83 V,加速寿命时间为720 min。采用Ti/PANI/PbO_(2)-Ce电极降解焦化废水中的蒽,考察了主要因素对降解效果的影响,得到蒽的最佳降解条件为电压14 V,板间距1.0 cm,电解质浓度0.35 mol/L,反应时间120 min,pH值10。Ti/PANI/PbO_(2)-Ce电极显示了良好的电催化性能。

催化超临界水氧化法处理焦化废水的试验研究

焦化废水是在煤气净化、煤制焦炭和回收焦化产品的过程中产生的,其成分复杂,危害性大,常规的处理方法很难达到理想的效果。本次试验采用超临界水氧化技术对焦化废水进行处理研究,对废水中COD,NH_(3)-N等污染指标进行检测,通过采用新型混合催化剂,降低超临界水氧化所需反应条件,使出水效果满足GB 16171-2012炼焦化学工业污染物排放标准。

焦化废水生化尾水特征及其深度处理技术进展

焦化废水污染负荷高、有机污染物组成复杂、生物毒性强,是一类非常难处理的煤化工废水。经传统的“物化+生化”工艺处理后,其生化尾水中仍残留部分难降解有机物与一定的生物毒性,COD难以达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171—2012)的限值要求,需进一步处理。分析了焦化废水生化尾水中的残余有机物和生物毒性特征,归纳总结了混凝、吸附、膜过滤等分离技术,Fenton、催化臭氧氧化、电磁强化氧化、过硫酸盐氧化与电化学氧化等转化技术及分离转化协同工艺对生化尾水中难降解有机物的去除效能和不同有机组分及生物毒性的变化规律,指出在认识水质特征与生物毒性转化规律的基础上,兼顾有机物高效去除和处理出水的生物安全性,开发协同组合工艺与短流程技术是焦化废水生化尾水深度处理技术的发展方向。

焦化污泥炭重金属风险及其处理焦化废水研究

以焦化污泥制备焦化污泥炭,研究在炭化和硝酸改性过程中重金属形态变化和风险评价,并探索改性焦化污泥炭用于焦化废水处理的效能.焦化污泥(CWS)中Cr和Ni重金属含量远高于其他几种重金属,通过炭化得到焦化污泥炭(CWS-C),再活化后得到改性焦化污泥炭(CWS-N),生态风险因子(RI)从122.79(CWS)降低至33.70(CWS-N),说明CWS-N重金属污染风险很低.与CWS-C相比,CWS-N具有多种铁物相(FeO､Fe_(2)Al_(2)O_(4)､Fe_(3)O_(4)和Fe_(0.95)C_(0.005)),有利于Fe(II)/Fe(III)循环,能有效催化H_(2)O_(2)产生•OH,对焦化废水TOC的去除率高达66.3%.CWS-N上的活性组分铁的流失率低于0.5%,具有良好的催化稳定性.焦化废水中溶解性有机物主要为木质素类､脂质类和稠环化合物类,含N､S化合物占81.1%,经CWS-N催化降解后可去除大部分有机物.

碱激活PMS氧化法协同SBBR深度处理焦化废水研究

采用碱激活过一硫酸盐(PMS)氧化法协同序批式生物膜反应器(SBBR)工艺深度处理焦化废水,研究当以NaOH作为激活剂时,pH、PMS浓度和温度对碱/PMS体系去除焦化废水生化出水COD和色度的影响,之后考察SBBR工艺处理碱/PMS体系出水的效果。研究结果表明,碱/PMS体系深度处理焦化废水的最佳条件为温度25℃、pH=10、PMS投加浓度7 mmol/L、反应时间4 h,在此条件下色度和COD的去除率分别为96.1%和45.9%。电子顺磁共振实验表明碱/PMS体系存在^(1)O_(2)、O_(2)•-、∙OH和SO_(4)•-等活性氧物种。废水经碱/PMS体系处理后可生化性提高,之后经SBBR工艺进一步处理后出水COD<60 mg/L。总体而言,碱激活PMS氧化法协同SBBR工艺对COD的平均去除率达66.7%。焦化废水生化出水处理前后的三维荧光光谱分析表明,碱/PMS体系协同SBBR工艺能去除焦化废水生化出水中的芳香蛋白类物质和类腐殖酸物质。

以热轧油泥制备的臭氧催化剂深度处理焦化废水生化尾水研究

使用热轧油泥与ρ-氧化铝粉混合造粒后煅烧制备了一种臭氧催化剂.对制备出的催化剂结构组分进行表征,结果表明催化剂是以Fe_(3)O_(4)为活性组分的铝基催化剂.与实验室研发的两种铝基催化剂催化臭氧处理焦化废水生化尾水效果进行对比,结果表明COD去除率仅分别降低了2.39%、5.30%,但是节省了添加活性组分所需药剂的费用.60 min时催化臭氧体系臭氧利用率相较单独臭氧体系提升了16.41个百分点.对催化臭氧处理焦化废水生化尾水工艺参数进行优化,结果表明在催化反应时间为60 min、催化剂投加量为100 g/L、臭氧浓度为22.9 mg/L条件下,对焦化废水生化尾水的COD去除率为62.14%.电子顺磁共振(EPR)和自由基抑制实验表明,催化体系中起主要作用的活性物种是OH和O-2.GC-MS结果表明,催化体系对焦化废水生化尾水中含量较高的特征污染物具有较强的降解效果.6次重复利用实验和金属离子溶出实验结果表明,催化剂具有稳定的催化性能.研究为热轧油泥的处置提供了一种新思路,为催化臭氧深度处理焦化废水提供了一种可行且低成本的催化剂.

超临界CO_(2)萃取去除焦化废水中苯酚机理分析

焦化废水处理难度大,有机污染物种类繁多复杂,苯酚作为其中最难降解的产物之一,高效去除苯酚是一大难题。应用超临界CO_(2)萃取法,采用模拟废水探讨了压力、温度、CO_(2)停留时间、V(乙醇)、CO_(2)流量等工艺参数对焦化废水中苯酚去除效果的影响。采用单因素实验确定最优参数,并基于IBM SPSS Statistics软件设计正交实验,进行参数优化。结果表明V(乙醇)对苯酚去除率的影响最为显著,在最佳工艺条件下,苯酚的平均去除率为99.87%。另外,基于Gaussian 09W软件进行了量子化学计算超临界CO_(2)萃取法去除苯酚的机理分析,模拟结果表明苯酚分子中羟基上的氢原子与乙醇分子中的氧原子形成氢键,乙醇中的氢原子与CO_(2)中氧原子形成氢键。研究策略的实施为焦化废水中苯酚的去除提供新方向,为苯酚的回收再利用提供可行性方案,为其他富含苯酚类有毒有害有机物的废水处理提供新思路。

两级AO-臭氧催化氧化-后置反硝化-BAF工艺处理焦化废水工程实例

焦化废水污染物成分复杂,难生物降解污染物占比大,某工程项目设计采用两级AO-臭氧催化氧化-后置反硝化-BAF工艺处理焦化废水,介绍了该工程的工艺流程及特点、设计参数和运行效果。运行结果表明,在系统来水COD质量浓度为5746~7283 mg/L,氨氮质量浓度为91.4~130.1 mg/L时,处理出水COD质量浓度为40~55 mg/L,氨氮质量浓度小于2 mg/L,出水稳定达到设计目标,有利于后续膜回用系统的正常运行。

臭氧微纳米气泡处理焦化废水零排放工艺中浓盐水的效能

焦化废水的零排放工艺中使用蒸汽机械再压缩(MVR)蒸发结晶处理膜浓缩液,最终产生超高盐浓缩液废水,其难以通过传统氧化方法进行处理。臭氧微纳米气泡技术能够提高臭氧传质效率、增强臭氧氧化能力,可望用于处理MVR浓缩母液。为验证该技术的工程应用可行性,以MVR浓缩母液为研究对象,对比臭氧微纳米气泡和普通大气泡2种曝气方式下臭氧传质速率以及有机物的降解效能,从技术、经济角度分析盐浓度和有机物浓度对2种臭氧氧化工艺处理效果的影响,以界定臭氧微纳米气泡技术处理高盐废水的适用范围。结果表明:随着盐浓度从0.1 mol/L增加至1 mol/L,微纳米气泡和普通大气泡的臭氧传质系数分别提高0.13和0.09倍,臭氧自分解速率分别升高2.10和1.38倍。在处理高盐、高有机物废水(TOC浓度为57.2~587.6 mg/L,电导率为3.47~28.6 mS/cm)时,臭氧微纳米气泡较普通大气泡的TOC去除率提升0.50~3.76倍,吨水能耗最大可降低71%;处理超高盐、超高有机物废水(TOC浓度为5626 mg/L,电导率为164.3 mS/cm)时,臭氧微纳米气泡去除效果与普通大气泡趋于一致且吨水能耗更高。高盐废水的盐浓度和有机物浓度对臭氧微纳米气泡处理效能影响显著,工程应用中应根据废水特性选择合适的臭氧曝气方式。

焦化废水处理工艺流程设计探索

为应对焦化废水不再用于熄焦补充水,在考察焦化项目并结合文献研究的基础上,提出焦化废水处理后直接排放工艺流程和间接排放工艺流程。间接排放采用“预处理—水解酸化—A/O生化—二沉池—活性炭加载高效沉淀池”的流程,可应用于原位提标升级改造,具有投入资金少、改造工期短、出水指标提升效果显著的特点;直接排放采用“预处理—水解酸化—A/O生化—二沉池—高效沉淀池—臭氧催化氧化—A/O生化—高效沉淀池”的流程,可应用于改扩建、新建项目,具有出水水质稳定、难降解有机物去除彻底的特点。对两种工艺流程设计的关键点和间接排放工艺流程的工程应用案例进行简要介绍,并根据工程应用中出现的问题提出“精细化运行管控”的建议。

臭氧催化氧化技术在焦化废水处理升级改造中的应用实践

为提高焦化废水处理出水水质,山西安泰集团股份有限公司采用臭氧催化氧化技术对原A2O废水处理工艺进行了升级改造。分析了臭氧催化氧化处理焦化废水的机理;介绍了升级改造的工艺流程;通过工艺调试考察了臭氧投加量、氧化时间及pH值对废水中COD的降解效果,确定最优工艺条件为:氧化时间45 min,臭氧投加量70 mg/L~90 mg/L,pH值7~9;在最优工艺条件下,焦化废水出水COD长期稳定在80 mg/L以下,COD降解率在40%左右。

焦化废水工艺流程及深度处理工艺优化分析

为进一步探究焦化废水处理工艺的可能优化路径,针对某焦化厂废水处理环节中存在的COD值超标问题,通过引入混凝工艺和改进氧化工艺,对焦化废水深度处理工艺予以针对性优化。从现场实验测试结果来看,有效解决了COD值超标问题,具有一定的现实意义。

焦化废水规模化生物处理过程菌相特征

焦化废水因成分复杂,难降解有机物较多,其生化处理与深度处理程度制约着行业清洁生产水平。本文以西北地区某焦化厂废水处理为例,阐述了其预处理+二级生物处理+深度处理方法,同时对工艺流程中二级生物处理的微生物特征进行分析,得到以下结论:在门水平上,所有样品中相对丰度最高的是变形菌门(Proteobacteria),承担了废水中降解有机物、脱氮除磷的功能,其大量存在保证了污水处理厂的正常运行;放线菌门(Actinbacteriota)可利用硝酸盐和铵盐,其在B2中最多,相对丰度为9.93%。在属水平上,厌氧反应器B1中的假单胞菌属和不动杆菌属最多,可降解大量难降解物质,挥发酚、氰化物和硫化物则在两个好氧反应器中降解效率最高,均大于70%,这可能与其中比例最高的1013-28-CG33_unclassified菌有关。B1中外源物质生物降解和代谢的代谢通路丰度最大,说明其有机物代谢能力也是最强的。与传统AAO中的微生物菌种相比,因为进水CODCr和氨氮含量过高并含有大量难降解物质,导致GAO菌属较高,PAO菌属略低,反硝化和反硝化除磷菌各有不同程度的增加,整体工艺的有机质降解水平和脱氮效果更好。

焦化废水资源化回用系统的应用

焦化废水是一种高浓度的化工废水,处理难度较大。为了实现水资源循环利用,某企业新建了废水处理系统,废水回用率达95%,产水进行分级利用,显著降低了新水用量,实现降本增效。此废水处理系统操作简单,自动化程度高,运行成本低。

O/A/O工艺处理焦化废水的关键因素分析研究

采用“预曝-缺氧-曝气(O/A/O)”工艺处理焦化废水,对影响降解化学需氧量(COD)和氨氮的关键因素进行研究。结果表明,在进水COD≤5 500 mg/L,氨氮≤100 mg/L废水水质下,控制预曝池进水负荷1.5~1.7 COD kg/(m^(3)·d)、溶解氧0.8~2.0 mg/L,控制曝气池溶解氧4.0~4.5 mg/L,生化段整体出水COD_(cr)小于300 mg/L,氨氮可小于5 mg/L。研究同时分析了焦化废水处理中亚硝氮累积和出水总氰化物超标的问题,并提出了相应的解决方案。

电催化氧化对焦化废水浓缩液COD去除的研究

为进一步探究焦化废水膜处理过程所产生的浓缩液处理难度大的问题,本实验针对广西柳州钢铁集团焦化厂焦化废水中的高盐浓缩液进行研究,构建电催化氧化实验室装置,先筛选出最佳阳极板材质,然后利用单因素实验方法考察极板间距、电流密度、反应时间等因素对焦化废水高盐浓缩液处理效能的影响。实验结果表明,采用钌铱钛作为阳极极板电极,选取反应时间为2h、极板间距为20mm、电流密度为25mA/cm2的实验条件,焦化废水浓缩液处理效果较佳,COD去除率可达79.25%。本研究为电催化氧化在焦化废水高盐浓缩液处理中的应用提供了实验依据。

焦化废水深度处理零排放技术的应用实例

以山东兖州某焦化厂焦化废水深度处理项目为实例,对焦化废水的水质特征、处理工艺、主要设计参数及运行状况进行详细分析。结果表明,采用(深度处理+膜浓缩+多效蒸发结晶)组合工艺,废水处理系统综合回收率高于94%,结晶混盐含水率<0.5%,出水水质满足GB 50050-2017《工业循环冷却水处理设计规范》要求。另外,依据运行数据,分析了用电、氧气、循环水、蒸汽及药剂的成本,得出每吨水直接运行费用低于13.9元。

基于天然黄铁矿的类Fenton体系处理焦化废水生化出水的研究

焦化废水经过生化处理后仍含有大量难降解成分,直接外排会导致自然界水体污染。针对经典Fenton反应存在产生含铁污泥、适用pH范围较窄致使其在实际应用中局限性较大的问题,采用天然黄铁矿作为非均相Fenton反应催化剂对焦化废水生化出水进行处理,并以废水中苯酚作为模型污染物探究其氧化机理。结果表明,该工艺可以在较为宽泛的初始pH条件下对废水COD进行有效去除;废水COD的去除速率与黄铁矿的添加量呈正比,高浓度H_(2)O_(2)条件下COD去除速率略有增加,但增加的速度变慢;体系中存在均相和非均相两种催化条件,加入·OH捕获剂后,体系降解效率大幅度降低,证明体系中的主要氧化物种为·OH;苯酚是焦化废水中主要的有机污染物,检测了使用黄铁矿的类Fenton工艺降解苯酚过程中的中间产物,苯酚首先被氧化成对苯酚,随后很快转化为对苯醌,最终被氧化成小分子酸。