电絮凝深度处理焦化废水的研究_张璇

文章编号:1009-6825(2009)09-0192-02电絮凝深度处理焦化废水的研究收稿日期:2008-11-15作者简介:张璇(1983-),女,兰州交通大学环境与市政工程学院硕士研究生,甘肃兰州730070文一波(1965-),男,硕士,教授,高级工程师,北京桑德环保产业集团,北京101102陈劲松(1975-),男,硕士,工程师,北京桑德环保产业集团,北京101102张璇文一波陈劲松摘要:探讨了电絮凝法深度处理焦化废水的工艺,采用特制的电絮凝反应器,系统考查了电流强度、反应时间、pH值和极板间距等因素对电絮凝效果的影响,试验结果表明,电絮凝工艺对焦化废水的NH3-N和COD均有很好的处理效果,是一种前景广阔的深度处理工艺。关键词:电絮凝,焦化废水,深度处理中图分类号:X703文献标识码:A焦化废水是煤制焦炭过程中产生的废水,成分复杂,含有数十种无机和有机化合物,其中无机化合物主要含有大量铵硫氰化物、硫化物等;有机化合物主要有酚类,单环及多环芳香族化合物,同时也含有氮、硫、氧等杂环化合物等。传统的活性污泥法对酚、氰有很好的处理效果[1],当水力停留时间为12h～24h时,酚类物质的去除率可以达到99%以上,出水酚、氰浓度达到或接近排放标准。COD的去除则较差,一般出水COD为250mg/L～550mg/L左右。这是由于焦化废水中含有一定量的难生物降解的有机物,使用传统活性污泥法不可能将其去除。有关资料表明[2],国内目前对焦化废水的处理大多数采用常规的活性污泥法,经该法处理后的出水COD,NH3-N难以达到行业排放标准一级水平。本文采用电絮凝技术对生物法处理过的焦化废水进行深度处理,以期进一步提高COD,NH3-N的去除率,达到国家污水综合排放标准一级:COD≤100mg/L,NH3-N≤15mg/L。1试验部分1.1试验废水本试验废水取自某焦化厂污水处理二沉池出水,COD指标为250mg/L～350mg/L,NH3-N为15mg/L～25mg/L。1.2试验内容及装置试验在特制的电絮凝装置中进行,采用间歇试验方法,考查电流密度、反应时间、pH值和极板间距对焦化废水处理效果的影响。废水处理装置见图1,在基架上部固定有传动装置,基架下方吊悬有上敞口的漏水斗,铝制的阳极极板与一滑座臂相连接,阳极极板下方为阴极极板,阴极极板与穿装在阳极极板中间注水流道内的转轴相连接并在传动装置驱带下转动,阴阳极板间距离由滑座臂进行调整。废水经提升泵提升,由上往下依次流经阴阳极板、漏水斗、承接容器、出水管。在电絮凝反应时间内,关闭出水阀,形成封闭式内循环系统,废水得到高效处理。2结果与讨论2.1电流强度对处理效果的影响当反应时间为10min,极板间距为3mm,pH值为8时,调整不同的电流强度进行试验,分析电流强度对处理效果的影响。试验结果见图2。从图2中可以看出,NH3-N的去除率随着电流强度的增加而增加,当电流强度达到7.5A后,继续增大电流,NH3-N的去除率变化不大。分析其原因,随着电流增加,含氮化合物的进一步分解将产生新的NH3,抵消了部分氨氮的去除;也可认为[3],存在某种化合物比氨更容易被氧化,优先与电解产生的氧化性自由基反应,由于自由基数量有限,并不能进一步提高氨氮的去除率。COD的去除率随着电流强度的增加先增大后减小。电流强度由低逐渐升高,电解过程中产生的Al3+增多,形成的铝络合离子和氢氧化铝等多核络合物有很高的吸附活性,使絮凝效果增强。在水溶液中,Al(Ⅲ)不是以Al3+单纯离子状态存在,而是以Al(H2O)3+6等水合铝络合离子状态存在,可与溶液中OH-发生缩聚反应,形成高分子聚合物[4],这种线形结构的高分子聚合物具有很强的吸附絮凝能力,使得废水中的悬浮物能通过吸附絮凝而去除。但随着电流强度的持续增高,将产生过多的Al3+,胶体表面大量同性电荷会互相排斥,生成无定形Al(OH)3絮团,结构松散不易沉降,絮凝效果明显降低,有机物去除率随之下降。同时发现,试验在室温25℃下进行,当电流强度超过10A时,反应结束后混合液温度高达40℃,可见电流强度过大会影响到电极的使用寿命,增加了电耗,造成处理成本的增大。所以电流强度的最佳值为7.5A。2.2反应时间对处理效果的影响当电流强度为7.5A,极板间距为3mm,pH值为8时,选取不同反应时间的出水进行试验,分析反应时间对处理效果的影·192·第35卷第9期2009年3月山西建筑SHANXIARCHITECTUREVol.35No.9Mar.2009DOI:10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2009.09.006响。试验结果见图3。从图3中看出,随着反应时间的延长,NH3-N和COD的去除率均不断增加,这是由于反应时间越长,阳极铝离子的析出,起到了良好的絮凝