煤化工廢水去除COD混凝-芬頓氧化法
在制備城市煤氣和化工原料氣的過程中,會產(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,對一切生物個體都有毒害作用,含量極低仍會導(dǎo)致慢性中毒,濃度高于1mg/L時可直接導(dǎo)致生物的死亡,嚴重危害生態(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,實現(xiàn)廢水達標排放,顯得尤為重要。
一、實驗部分
1.實驗儀器。
分管光度計、PH計、量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、天平等。
2.實驗試劑。
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.實驗方法。
(1)混凝法。
混凝是水處理的一個重要方法,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),而且可以進行除油和脫色。煤化工廢水中的難降解有機物多呈膠體或懸浮態(tài),因此可以采用混凝沉淀法進行處理。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,以實現(xiàn)對有機物的降解,其氧化過程為鏈式反應(yīng),當PH足夠低時,在Fe2+的催化作用下過氧化氫就會分解產(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,各活性氧被消耗,反應(yīng)鏈終止。其反應(yīng)機理較為復(fù)雜,這些活性氧僅供有機分子并使其礦化為CO2和H2O等無機物,從而使Fenton氧化法成為重要的高級氧化技術(shù)之一。
二、實驗參數(shù)及過程
1.檢測原水水質(zhì),部分指標詳見表2-1
2.實驗藥劑配置及準備
3.實驗步驟
(1)實驗一:PAC濃度對COD去除效果的影響
取100ml原水,在上表實驗條件下進行實驗,檢測反應(yīng)后COD含量。
(2)實驗二:Fe2+與H2O2摩爾比對COD去除效果的影響
取100ml原水,在上表實驗條件下進行實驗,檢測反應(yīng)后COD含量。
(3)實驗三:PAM濃度對COD去除效果的影響
取100ml原水,在上表實驗條件下進行實驗,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PAC投加濃度超過300mg/L時,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。
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)時效果最好。
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PAM投加濃度超過10mg/L時,對COD去除效果不明顯,因此確定PAM適宜投加量為10mg/L。
五、結(jié)論
對于本次實驗,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)