Fenton试剂-混凝法快速降解熄焦循环水中COD
张杨
【摘 要】摘 要:以Fenton试剂氧化结合混凝法对焦化厂熄焦循环水COD进行快速去除实验,结果证明:当[Fe2+]/[H2O2]为1∶15,初始pH为3,30%H2O24.5ml/100ml废水时,反应90min,COD去除率可达到90%,满足回用标准。但是,此时水的颜色较深,继续调节pH至7,加入FeC13140 mg/L,PAM(聚丙烯酰胺)5 mg/L,搅拌5 min,静置30 min,COD去除率可达95.4%。Fenton-混凝对低浓度NH3-N几乎没有去除作用,CN-的去除率接近30%。整个处理过程中,有机物的种类和数量发生较大变化,Fenton氧化120 min后,混凝,污水基本接近无色,但仍含有单环芳香族化合物。
【期刊名称】中国环境管理干部学院学报 【年(卷),期】2016(026)004 【总页数】5
【关键词】Fenton试剂;混凝;熄焦循环水;COD去除率 10.13358 /j.issn.1008-813x.2016.04.21
1 实验简介
湿法熄焦产生的废水中主要含有的污染物有焦尘、氨氮、酚、氰化物和多环芳烃等。熄焦后的污水先经过沉淀池沉淀,后通过生化处理和清洁水进行循环使用,此时水温高达70℃或80℃。每吨焦炭的平均循环水用量约5 m3,其中10%左右被蒸发,蒸汽携带着大量粉尘和有机污染物,污染周围环境并腐蚀生产设备。某焦化厂熄焦循环水的主要污染物含量及GB 16171-2012《炼焦化
学工业污染物排放标准》对照值如表1。
由表1可知,熄焦废水如果不经过及时处理,多次循环熄焦后,其水质远远达不到GB 16171-2012中规定,焦化厂废水处理后可用于熄焦用水的水质要求[1]。据统计,焦炭年产量200万t的焦化厂排放出的粉尘和氨、酚、氰化物、苯、多环芳烃等有毒气体超过1 200 t,不仅影响焦化厂工人的身体健康,也对周边环境产生恶劣影响[2]。
熄焦循环水应该先经过降温处理后,通过引水管道进入生化处理单元,生化池中的微生物可以处理部分氨氮、有机物和挥发酚、氰根离子等主要污染物。虽然这部分污水水温比较高,但是如果利用热交换器来回收这部分热量,那么投入产出不合算。如果利用冷却池自然冷却降温,又需要较大体积的冷却池或多个冷却池联用处理的,才能满足水温能下降到约40℃左右进入生化池。如果实施强制降温措施,会使污水处理费用升高。因此,需要寻找一种原地、快速、工艺简单的处理方法处理熄焦循化水,从而保证循环水的质量,来减少污染物转移和排放[3]。
焦化废水处理技术在最近十年得到了迅速的发展,利用Fenton试剂或者类Fenton试剂处理焦化废水出现很多成果供实际生产借鉴[4-10],但是,用Fenton结合混凝处理熄焦循环水的研究报道较少。本研究先用Fenton试剂氧化处理、后用聚合氯化铁和PAM作为混凝剂处理熄焦循环水,主要考察了[Fe2+]/[H2O2](摩尔比)、H2O2用量、pH值、反应时间对Fenton氧化阶段的影响和FeCl3及PAM投加量、混凝pH值对混凝效果的影响[11]。
2 材料与方法
2.1 材料与仪器
重铬酸钾、硝酸银、磷酸氢二钠、H2O2溶液(30%)、异烟酸、FeSO4·7H2O、NaCl、N,N-二甲基甲酰胺、NaOH、盐酸、浓硫酸、1,10-菲罗啉、酒石酸、硫酸亚铁铵、氯胺T、硫酸银、吡唑啉酮、磷酸二氢钾,上述试剂均为分析纯试剂。实验水样为某焦化厂熄焦循环水。
JB-2型恒温磁力搅拌器(上海雷磁仪器厂)、Alpha-1860pc紫外可见分光光度计(上海谱元仪器有限公司)、PHS-3C pH计、DWS-296-1氨氮快速测定仪 (上海雷磁仪器厂)。 2.2 试验步骤
废水经调节pH值,加入FeSO4·7H2O和30% 的H2O2进行氧化,取上清液测COD,就 [Fe2+]/ [H2O2](摩尔比)、H2O2用量、pH值、反应时间进行单因素实验,得到Fenton试剂催化氧化阶段COD最佳去除条件;继续调节pH值,加入FeC13、PAM,搅拌5min,静置30min,取上清液测废水COD,得到混凝最佳pH值、FeC13和PAM加入量。 2.3 分析方法
COD采用重铬酸钾法测定,氨氮快速测定仪测定氨氮,氰根离子采用异烟酸-吡唑啉酮光度 法[12]。
3 结果与讨论
3.1 [Fe2+]/[H2O2]对Fenton氧化处理的影响
取100ml原水,稀释至200ml,调节pH值至4,按照[Fe2+]/[H2O2]=1∶5,1∶10,1∶15,1∶20,1∶25,加0.75 g的FeSO4·7H2O和不同体积的30% H2O2,反应时间为90min,考察 [Fe2+]/[H2O2]不同时对