二氧化氯催化氧化_混凝_好氧曝气处理含酚焦化废水_郑志军

环保与三废利用二氧化氯催化氧化-混凝-好氧曝气处理含酚焦化废水郑志军1,王奎涛1,张炳烛1,高金龙1,刘晓青2(1.河北科技大学化学与制药工程学院,河北石家庄050018;2.石家庄市绿源环保技术开发有限公司,河北石家庄050018)摘要:根据焦化废水的水质特点,采用二氧化氯催化氧化-混凝-好氧曝气工艺对焦化废水进行中试处理,得到了一些基本的运行参数。实验结果表明,二氧化氯催化氧化将焦化废水COD值从5000mg·L-1降至3000mg·L-1,加入聚丙烯酰胺(PAM)混凝处理后的出水COD值为1200mg·L-1,后期采用生化法处理,停留时间控制在48h,最终使出水达到120mg·L-1。采用上述联合工艺对焦化废水进行处理完全可以达到GB13456-92国家排放标准中COD值150mg·L-1的二级排放标准。关键词:焦化废水;二氧化氯;混凝;好氧曝气;生化法中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1671-9905(2009)07-0048-03焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度有机废水,其水质成分十分复杂,其中以酚类为主,约占总体的70%,而苯酚又占酚类的40%。此外,还含有多种多环芳香烃和杂环类有机化合物,这些物质大多有毒且难于降解,其中一些还是直接或间接的强致癌物[1～2]。因此,焦化废水污染严重是工业废水排放中一个突出的环境问题。焦化废水处理方法常见的有物理法、化学法和生化法。一般而言,采用以上单一的处理方法往往难以达到理想的效果[3]。已有的研究表明,二氧化氯催化氧化法对焦化废水的处理效果很好[4],而且成本低,低剂量的二氧化氯催化氧化反应能降低有机物的水溶性,有助于混凝并且降低了后续生化处理负荷、稳定后续生化处理效果[5～6]。因此,本试验采用低剂量二氧化氯催化氧化-混凝-好氧曝气对焦化废水的处理效果进行探讨。1试验内容1.1水样来源水样来源于石家庄焦化厂焦化废水,其水质成分见表1。作者简介:郑志军(1981-),男,硕士研究生,主要从事工业废水处理方面的研究。电话:13582038554;E-mail:zhengzhijun11@126.com通讯联系人:王奎涛(1962-),男,河北沧州人,教授,主要从事医药工程、化工工艺设计及相关科研和管理工作,电话:13930106065;E-mail:xiaoyuan41@126.com收稿日期:2009-01-14表1焦化废水水质/mg·L-1项目COD酚CN-硫化物NH3-N色度油pH原水水质5000～4500700～80018～2050250～300320200～3008～91.2仪器与材料1.2.1氧化剂的配制实验研究中采用亚氯酸盐法制备氧化剂ClO2:5NaClO2+4HCl※4ClO2+5NaCl+2H2O反应中所得氧化剂为1.76%ClO2溶液。1.2.2试验药品及设备PAM;1+1硫酸溶液;30%NaOH溶液;PHS—25型酸度计;BP310S电子天平;精密电动搅拌器;恒温水浴;曝气装置(采用小型气泵连接乳胶管,末端加曝气砂头通过螺旋夹控制气量大小,对好氧反应器进行曝气)。1.3试验流程试验流程如图1所示。计量泵把焦化废水和亚氯酸盐法制得的1.76%的二氧化氯溶液从二氧化氯催化氧化塔底部同时打入,在二氧化氯催化氧化塔停留一定时间后由塔顶部溢流管溢流出来,取样第38卷第7期2009年7月化工技术与开发Technology&DevelopmentofChemicalIndustryVol.38No.7Jul.2009测定COD值;溢流进入混凝池,调节溶液pH值,并加入一定量的混凝剂和助絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM),用电动搅拌器搅拌几分钟,然后静置取上层液体测COD值;用计量泵把上层液体打入好氧生化池,并配一定量的清水及生化反应的回流水,用自购小型气泵曝气,并定期补加一些好氧生物所需营养物质,定期取水样测COD值。COD的测定采用重铬酸钾法。图1二氧化氯催化氧化-混凝-好氧曝气组合法工艺原理示意图Fig.1schematicdiagramofthechlorinedioxidecatalyticoxidation-coagulation-aerobicaerationprocess2实验结果及讨论2.1二氧化氯催化氧化段经文献调研及初步摸索实验,在二氧化氯催化氧化阶段溶液pH在2～3之间氧化效果好。根据二氧化氯催化氧化机理,pH值过低,H+浓度较高,本试验自制催化剂不能被顺利活化,催化反应受阻;而pH过高ClO2无效分解,还会使催化剂中的金属离子沉淀,失去其催化作用,因此本试验废水溶液调节pH=3。反应时间和温度根据焦化厂现场决定,因此本实验在常压的情况下,投加一定量的实验室自制催化剂,在废水一定量的情况下,逐步增加ClO2药剂量,