Fenton协同催化氧化处理焦化生化废水的研究

通过Fenton协同FeC2O2催化氧化焦化生化废水的多因素正交实验,以及实验影响因素分析,取得了降解COD和色度去除的合适工艺参数,即FeSO4360mg/L,H2O2300mg/L,FeC2O410 mg/L,pH=3,反应时间32 min。按此工艺参数运行,可降解COD 73.7%,色度去除率81.2%。H2O2是降解COD的主要因素,去除色度的主要因素为硫酸亚铁。

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。

响应面法优化焦化废水生化尾水混凝药剂投加量研究

采用聚合氯化铝(PAC)+聚丙烯酰胺(PAM)混凝处理焦化废水生化尾水,通过单因素实验考察了混凝剂PAC、PAM投加量对混凝处理效果的影响。基于单因素实验开展响应面混凝实验,构建PAC、PAM投加量为自变量,出水残留浊度和出水过余电导率组成的加药控制系数为响应量的数学模型并对其参数进行了响应面优化。结果表明,混凝处理最佳药剂投加量PAC为2546.96 mg/L,PAM为10.90 mg/L,此条件下出水平均浊度残留率为4.24%、电导率过余率为2.77%、加药控制系数为7.01,与模型预测值相对误差<5%,进一步证明该响应面模型合理有效,对同时实现处理过程混凝充分反应和盐分有效控制具有指导作用,并可为相关自动化加药模型开发提供思路。

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。

混凝气浮在焦化废水生化尾水深度处理中的应用

在利用混凝气浮-曝气生物滤池深度处理焦化生化尾水的工艺中,为了提高曝气生物滤池的运行周期,减少反冲洗次数,必须有效地去除进入曝气生物滤池的原水悬浮物。作者结合实际工程介绍了混凝气浮在焦化生化尾水深度处理中的应用情况,优化了最佳加药量,为焦化生化尾水的深度处理提供参考。

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。

TiO_(2)/MWCNTs光催化氧化法深度处理焦化废水生化尾水

文章采用简单的溶胶凝胶-物理负载法制备了TiO_(2)/MWCNTs复合光催化剂,利用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和紫外-可见漫反射光谱等表征方法对TiO_(2)/MWCNTs的物理化学性质进行了表征,并将其应用于H_(2)O_(2)协同光催化氧化法深度处理焦化废水生化尾水中。结果表明,TiO_(2)主要为锐钛矿相,MWCNTs掺杂后降低了TiO_(2)的禁带宽度。MWCNTs掺杂量(MWCNTs/TiO_(2)质量比)为0.50%时,TiO_(2)/MWCNTs的光催化活性最高,H_(2)O_(2)的加入显著提高了光催化氧化效率。TiO_(2)/MWCNTs投加量为1.0g/L,H_(2)O_(2)的投加量为1.5mL/L,废水初始pH值为3,反应时间为150min时,焦化废水生化尾水的COD、UV_(254)、色度、TOC的去除率分别为65.22%、88.71%、89.74%和46.56%。自由基捕获实验表明,·O_(2)是光催化氧化过程中最主要的活性组分。TiO_(2)/MWCNTs经5次重复使用后,对焦化废水生化尾水COD和UV_(254)的降解效率仍然可以达到67.49%和83.83%,表明催化剂稳定性良好。

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。

聚硅酸铁去除焦化废水生化尾水有机物的效能研究

采用共聚法制备聚硅酸铁(PSF)混凝剂,与助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)搭配构成PSF+PAM混凝体系处理焦化废水生化尾水,并与PAC(聚合氯化铝)+PAM混凝体系进行有机物去除性能的对比分析。结果表明,混凝剂质量浓度为1500~3500 mg/L、PAM质量浓度为10 mg/L、初始pH=7.8的条件下,PSF+PAM混凝体系对有机物去除的性能更优;混凝剂质量浓度为3000 mg/L时,PSF+PAM体系对废水COD、色度、UV_(254)的去除率较PAC+PAM体系分别提高了8.53%、3.68%、11.17%。紫外-可见分光光谱分析结果表明,PSF+PAM体系对尾水中单环芳香族化合物、多环芳烃与含氮杂环化合物的去除效果优于PAC+PAM体系;三维荧光光谱表征结果表明,PSF+PAM体系对尾水中色氨酸等类芳香性蛋白质、类富里酸、类腐殖酸的去除效果优于PAC+PAM体系。PSF+PAM体系对焦化废水生化尾水有机物有较好的去除性能。

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%。

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。

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。

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.

集中监控系统在钢厂废水管控中的应用研究

利用自动化和信息化技术对焦化生化废水使用实现远程实时监控,对重点用户的控制系统进行升级,实现无人值守。将流量、液位等数据集中采集,实现统一调度和报表自动生成,提高废水利用率,实现零排放,进一步降低钢铁企业对环境污染,对废水管控具有指导作用。

焦化废水生化处理后有机物的臭氧氧化降解与转化

采用臭氧氧化法处理经生化处理后的焦化废水,研究了对废水中COD、NH3-N和色度的去除效果,并通过气相色谱/质谱分析了有机物在反应过程中的降解与转化情况。结果表明:在气水接触90 min时,整个系统对COD、NH3-N和色度的去除率分别达到30.3%、21.9%和64.5%。经生化处理后焦化废水的有机组分主要为芳香烃、长链烷烃、杂环化合物、邻苯二甲酸酯类难降解有机物;经臭氧氧化后,大部分难降解有机物被完全去除,一部分被分解生成了一些中间产物和衍生物,如酰氯、酮类、醇类等易降解有机物,可生化性大大提高。因此,用臭氧氧化处理经生化处理后的焦化废水,后续接一级生化处理,有望使出水水质达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的一级标准。

树脂吸附法深度处理焦化废水生化尾水

以氨基化超高交联吸附树脂NDA-802吸附技术为核心,以焦化厂污水处理站的生化尾水为处理对象,开发了"混凝沉淀+砂滤+NDA-802树脂吸附"深度处理工艺,并实现了工程化应用。在控制树脂吸附流速为6 BV/h的条件下,以4%的HCl和6%的Na OH为脱附液,该工艺可将焦化废水生化尾水中的COD、SS、色度分别从120~150 mg/L、30~50 mg/L、100~150倍稳定降至80 mg/L、5 mg/L、20倍以下,达到了《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171—2012),并实现了部分处理出水的回用。