混凝沉淀-活性炭吸附耦合工艺处理焦化生化出水性能研究

为实现焦化生化出水COD≤80 mg/L,开展了混凝沉淀-活性炭吸附耦合工艺处理生化出水COD的研究。混凝沉淀实验分析了混凝剂种类及投加量、助凝剂投加量、初始pH值及搅拌时间对生化出水COD去除率的影响,活性炭吸附实验分析了活性炭投加量、反应时间对混凝出水COD去除率的影响,确定了最优工艺参数;最后对耦合工艺开展了连续效果评价及经济性分析。结果表明:当PFS投加质量浓度为1000 mg/L、PAM投加质量浓度为20 mg/L、快搅转速150 r/min、初始pH值为7.3、搅拌时间为20 min、活性炭投加质量浓度为2 g/L、反应时间为5 min时,耦合工艺出水COD稳定在70 mg/L~75 mg/L,吨水药剂成本为6.1元。

微波强化絮凝焦化生化出水的技术研究

以昆钢焦化生化出水为原水样，利用正交分析法对微波强化PAc絮凝处理进行实验，确定在微波功率800W，助溶剂PAM0．1mg／L，絮凝剂PAc500mg／L时，pH=7，微波反应60s，COD的去除率为30．98％，pH=9，微波时间30s，浊度的去除率为75．93％，与单一絮凝相比，COD、浊度的去除率分别提高了5％和18％左右，从而证明微波有助于提高絮凝效果。

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。

BDD电极深度处理焦化废水生化出水的实验研究

针对当前焦化厂出水难以稳定达标排放问题,使用BDD电极对焦化废水生化出水开展电催化氧化降解研究实验,并对其进行单因素影响实验分析,得出最佳参数设计。在极板间距为1cm、常压条件下,设置反应温度为25℃,初始pH为8.5,电流密度为20mA/cm^(2),120min内,COD去除率为85.71%,达到国家一级排放标准。因此,在最佳条件下,对于水体中的喹啉、吲哚去除率可达100%,酚类物质去除率为95.8%,苯类物质去除率为96.8%,能够有效去除焦化废水生化出水中的大部分有机物污染物。

焦化废水生化出水总氰构成及去除特性

了解总氰的构成对提高焦化废水处理装置的除氰能力意义重大。通过水质分析和研究铁氰络合物的去除特性发现,铁氰络合物对生化出水中总氰的贡献率超过90%,铁氰络合物虽见光易分解,但在缺乏光照的生化反应器中,微生物对其的去除作用主要表现为吸附而非降解。另外,酸性、好氧条件和高分子助凝剂的使用有利于形成铁氰化物沉淀。

Ti/RuO2-ZrO2电极电解处理焦化废水生化出水

采用热分解法制备了Ti/Ru O2-Zr O2钛基金属氧化物涂层电极,利用扫描电镜、X射线衍射仪等方法对电极的形貌结构和金属涂层物相进行了表征,并以该涂层电极为阳极,经预处理的钛板作为阴极构建了电化学催化反应发生体系以处理焦化废水生化出水。结果表明,在电流密度10 m A/cm^2、p H为7、电解时间60 min、反应温度25℃的优化条件下,焦化废水生化出水经电解处理后COD去除率可达96.2%,TOC去除率达87.0%,UV254大幅下降,原水中杂环类和环烷烃类有机物可降解为单环及简单链状烃类。

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。

紫外光激活过一硫酸氢盐处理焦化废水生化出水的研究

采用紫外光(UV)激活过一硫酸氢盐(PMS)处理焦化废水生化出水,考察了初始pH、PMS浓度、紫外光强度和温度对焦化废水生化出水中总有机碳(TOC)、色度和UV254去除效果的影响。结果表明,在反应时间为60 min、PMS浓度为11 mmol/L、初始pH为3、紫外光强度为9.94 m W/cm^2和温度为25℃的最佳条件下,TOC、色度和UV(254)的去除率分别为65.7%、99.5%和93.9%。三维荧光光谱分析结果表明,焦化废水生化出水中类富里酸和类腐殖酸被有效分解。

树脂处理焦化废水生化出水的研究

使用DR1型树脂对焦化废水生化出水进行了吸附正交实验与解析正交实验,初步优化了吸附与解析条件,得出pH值为7,进水流速为2BV/L,废水温度28℃时为吸附最优参数,100ml树脂可产出达标出水1.79L;在控制反洗流速为4BV/L,解析液温度24℃,解析液碱含量4%,盐含量4%,次氯酸钠溶液含量70ml/L时为解析最优参数,树脂再生效率达91%。

钢渣活化过一硫酸盐氧化法深度处理焦化废水

采用钢渣活化过一硫酸盐(PMS)氧化法深度处理焦化废水生化出水,研究了钢渣加入量、PMS浓度和初始p H对该废水处理效果的影响,考察了钢渣的重复利用性能,分析了钢渣-PMS氧化处理前后废水中有机物和急性毒性的变化。实验结果表明:在钢渣加入量5 g/L、PMS浓度7 mmol/L、初始p H 8.1、反应时间3 h的条件下,废水中色度和COD去除率分别为82.99%和62.89%,出水毒性变小;钢渣重复使用5次后,COD去除率降低至38.73%。钢渣-PMS体系氧化降解有机污染物的途径可能有两种:一种是钢渣中的CaO水解使溶液呈碱性,活化PMS生成了O_(2)^(-)·和^(1)O_(2);另一种是钢渣中的铁氧化物活化PMS生成SO_(4)^(-)·和·OH。三维荧光光谱分析结果表明,钢渣活化PMS所产生的活性物种可以有效破坏废水中的芳香蛋白类物质、腐殖酸类物质和溶解性微生物代谢产物。

天然磁铁矿/UV/S_2O_8^(2-)对焦化废水中不同种类有机物的去除特性

以过硫酸盐(PS)为中心建立了C(天然磁铁矿)/PS、UV/PS、C/UV/PS氧化体系,分别对焦化废水生化出水进行深度处理,采用超滤膜法和有机物树脂分离方法分别对深度处理前后废水中有机物分子量分布特性及亲疏水性有机物含量变化进行了研究。研究表明:生化出水中含有较多的难降解芳香性有机物,且以分子量(MW)<1×10~3的低分子量有机物为主,其次是MW>100×10~3和10×10~3～100×10~3的大分子有机物。疏水酸和疏水中性组分是废水中的主体有机物,其DOC分别占总DOC的45.88%和32.09%。C/UV/PS相对C/PS、UV/PS氧化效果更好,在原水p H,铁矿石和PS的投加量分别为3 g·L-1和2 g·L-1,紫外光照射功率为300 W条件下,氧化90 min时COD、UV254、DOC和色度的去除率分别为74.9%、93.5%、84.1%和80.1%。从矿化效果来看,C/UV/PS氧化体系对MW>10×10~3的大分子有机物的去除效果显著,深度处理后MW<1×10~3的有机物分子占比增加;该体系对疏水性和弱疏水性有机物去除效果较高,深度处理后亲水性有机物占比增加。

颗粒活性炭激活过硫酸盐氧化法深度处理焦化废水

采用颗粒活性炭(GAC)激活过硫酸盐(PS)氧化法处理焦化废水生化出水,在温度30℃、反应时间120 min的条件下研究了GAC投加量、K2S2O8浓度和pH对废水处理效果的影响。结果表明:GAC激活PS氧化法处理焦化废水生化出水的最佳条件:GAC投加量为30 g/L,K2S2O8质量浓度为6 g/L,不调节pH。在此最佳条件下,废水的色度和TOC去除率分别达到89.30%和80.84%。GAC在使用4次后,色度和TOC去除率分别为82.3%和53.8%,说明在GAC/K2S2O8系统中GAC具有较好的原位恢复性能。

活性碳纤维活化过一硫酸盐深度处理焦化废水

采用活性碳纤维(ACF)活化过一硫酸盐(PMS)深度处理焦化废水生化出水。采用单因素实验考察了PMS浓度、ACF质量浓度和初始pH对焦化废水生化出水中的COD和色度去除效果的影响,并采用响应面法优化了反应条件。实验结果表明,在PMS浓度为18.3 mmol/L、ACF质量浓度为4.2 g/L、初始pH为5.3的条件下,焦化废水生化出水中COD和色度去除率分别为85.3%和92.0%。ACF可有效吸附水中污染物,ACF表面起到催化作用的活性点位是碱性官能团,且经过4次重复使用对焦化废水仍能保持一定的处理能力。三维荧光光谱分析结果表明,ACF-PMS体系可有效去除水中的类富里酸和类腐殖酸物质,并降解大部分芳香蛋白类物质。

Fe2+激活过硫酸盐耦合活性炭深度处理焦化废水

采用Fe^2+激活过硫酸盐(PS)耦合活性炭处理焦化废水生化出水.在原水TOC为86.4mg/L,色度338倍的条件下,研究PS和Fe^2+投加量,初始pH值等因素对处理效果的影响.结果表明:PS和Fe^2+投加量分别为1.5和4mmol/L,不调节pH值(8.0),反应60min,色度和TOC去除率可达87.17%和68.16%.经Fe^2+/PS体系处理的废水采用A,B两种活性炭进行吸附处理,结果表明:B炭的吸附效果较好,且可去除Fe^2+/PS体系残留的PS.B炭15g/L,反应120min时,出水色度为14倍,TOC 11.86mg/L.Fe^2+激活PS氧化法耦合活性炭吸附深度处理焦化废水时,总色度去除率95.86%,总TOC去除率86.27%.对生化出水,Fe^2+/PS体系出水和活性炭吸附出水进行三维荧光光谱扫描分析,结果表明:Fe^2+/PS体系能氧化分解废水中部分类腐植酸物质,而活性炭吸附则可进一步去除了废水中残留的类腐植酸物质.

活性碳纤维-过硫酸盐体系处理焦化废水生化出水的实验研究

采用活性碳纤维(ACF)活化过硫酸盐(PMS)深度处理焦化废水生化出水,并考察了PMS浓度、ACF投加量、pH值对焦化废水生化出水中COD和色度去除效果的影响.结果表明,ACF/PMS体系比ACF/PS体系更能有效去除焦化废水中的有机物和色度.在PMS浓度为8.0 mmol·L^(-1)、ACF投加量为4.0 g·L^(-1)、pH约为8.0、温度为30℃的条件下,反应120 min后焦化废水生化出水中COD和色度的去除率分别达到88.7%和91.2%.ACF表征分析和重复利用实验结果说明,ACF具有较好的吸附和催化性能,且重复使用稳定性较好.自由基鉴定实验表明,SO_(4)^(-)·和·OH均为反应体系中起主导作用的活性自由基.三维荧光光谱显示,焦化废水生化出水中的类富里酸和类腐殖酸物质可被有效降解转化为小分子物质.