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煤化工廢水去除COD混凝-芬頓氧化法

2023-10-25 10:10:22 53

在制備城市煤氣和化工原料氣的過程中,會(huì)產(chǎn)生大量含酚廢水,廢水水質(zhì)非常復(fù)雜,酚濃度高,且酚種類繁多,既有單元酚(苯酚、甲酚,二甲酚,乙酚等),又有二元酚,三元酚,廢水還含有氨、氰化氫,硫化氫和二氧化碳等,水質(zhì)呈中偏堿性;酚類是原型質(zhì)毒物,對一切生物個(gè)體都有毒害作用,含量極低仍會(huì)導(dǎo)致慢性中毒,濃度高于1mg/L時(shí)可直接導(dǎo)致生物的死亡,嚴(yán)重危害生態(tài)和環(huán)境;此外廢水中還含有脂肪酸、酮類和胺類等有機(jī)物、酸性氣體、焦油、粉煤灰等,廢水COD值高,且難以生物降解。

由于煤化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的有毒有害且難生物降解的工業(yè)廢水,其引起的環(huán)境污染問題已成為制約煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。所以,通過技術(shù)手段降低煤化工廢水處理難度,實(shí)現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放,顯得尤為重要。

一、實(shí)驗(yàn)部分

1.實(shí)驗(yàn)儀器。

分管光度計(jì)、PH計(jì)、量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、天平等。

2.實(shí)驗(yàn)試劑。

氫氧化鈉溶液、濃硫酸、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺、30%過氧化氫溶液、七水硫酸亞鐵溶液、蒸餾水等。

3.實(shí)驗(yàn)方法。

(1)混凝法。

混凝是水處理的一個(gè)重要方法,可應(yīng)用于各種工業(yè)廢水(如造紙、煤炭、鋼鐵、紡織等工業(yè)廢水)的處理,包括預(yù)處理、中間處理或最終處理?;炷粌H可以去除廢水中的懸浮物和膠體物質(zhì),而且可以進(jìn)行除油和脫色。煤化工廢水中的難降解有機(jī)物多呈膠體或懸浮態(tài),因此可以采用混凝沉淀法進(jìn)行處理。常用的混凝劑有聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺、鐵鹽類混凝劑以及其他復(fù)合混凝劑等。本論文討論聚合氯化鋁(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)對煤化工廢水COD降解效果的影響。

(2)芬頓氧化。

芬頓氧化法是在酸性條件下,H2O2在Fe2+存在下生成強(qiáng)氧化能力的羥基自由基?OH,并引發(fā)更多的其他活性氧,以實(shí)現(xiàn)對有機(jī)物的降解,其氧化過程為鏈?zhǔn)椒磻?yīng),當(dāng)PH足夠低時(shí),在Fe2+的催化作用下過氧化氫就會(huì)分解產(chǎn)生?OH。其中以?OH產(chǎn)生為鏈的開始,而其他活性氧和反應(yīng)中間體構(gòu)成了鏈的節(jié)點(diǎn),各活性氧被消耗,反應(yīng)鏈終止。其反應(yīng)機(jī)理較為復(fù)雜,這些活性氧僅供有機(jī)分子并使其礦化為CO2和H2O等無機(jī)物,從而使Fenton氧化法成為重要的高級氧化技術(shù)之一。

二、實(shí)驗(yàn)參數(shù)及過程

1.檢測原水水質(zhì),部分指標(biāo)詳見表2-1

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2.實(shí)驗(yàn)藥劑配置及準(zhǔn)備

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3.實(shí)驗(yàn)步驟

(1)實(shí)驗(yàn)一:PAC濃度對COD去除效果的影響

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取100ml原水,在上表實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),檢測反應(yīng)后COD含量。

(2)實(shí)驗(yàn)二:Fe2+與H2O2摩爾比對COD去除效果的影響

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取100ml原水,在上表實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),檢測反應(yīng)后COD含量。

(3)實(shí)驗(yàn)三:PAM濃度對COD去除效果的影響

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取100ml原水,在上表實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察反應(yīng)后上清液澄清情況。

三、結(jié)果與討論

1.PAC濃度對COD去除效果的影響。

PAC濃度對COD去除效果的影響詳見圖1。由圖1可見:隨著PAC加入濃度的增加,COD的去除效果越好,但當(dāng)PAC投加濃度超過300mg/L時(shí),COD去除效果與前組相比,降低的較不明顯。因此PAC適宜投加量為300mg/L。

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2.Fe2+與H2O2摩爾比對COD去除效果的影響。

Fe2+與H2O2摩爾比對COD去除效果的影響詳見圖2。由圖2可見:芬頓試劑對COD去除有明顯效果。隨著Fe2+與H2O2摩爾比的增加,COD的去除效果越好,但在4號和5號條件下,COD濃度無明顯差異,因此Fe2+與H2O2摩爾比按照4號組別(即Fe2+與H2O2摩爾比為1:4.5)時(shí)效果最好。

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3.PAM濃度對COD去除效果的影響

PAM濃度對COD去除效果的影響詳見圖3。由圖3可見:投加PAM可降解部分COD,且當(dāng)PAM投加濃度超過10mg/L時(shí),對COD去除效果不明顯,因此確定PAM適宜投加量為10mg/L。

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五、結(jié)論

對于本次實(shí)驗(yàn),最佳工藝條件為PAC投加濃度300mg/L,F(xiàn)e2+與H2O2摩爾比為1:4.5,PAM投加濃度10mg/L。在此條件下,COD的去除率可達(dá)78.9%。(來源:煙臺云灃生態(tài)環(huán)境產(chǎn)業(yè)發(fā)展股份有限公司)

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