复极性流化床三维电极反应器处理焦化废水的实验研究_许宁

收稿日期:2007-07-16基金项目:博士点基金项目(20020290006),中国矿业大学科学基金项目(E200407),煤炭加工与高效洁净利用教育部重点实验室开放基金项目(CPEUKF06-12)作者简介:许宁(1982-),男,河北大城人,中国矿业大学生物化工专业硕士研究生,主要研究方向为环境生物技术。复极性流化床三维电极反应器处理焦化废水的实验研究许宁,陶秀祥,吕则鹏(中国矿业大学化工学院,徐州221008)摘要:以经吸附处理的活性炭-涂膜活性炭为填充粒子,对复极性流化床三维电极反应器处理焦化废水进行了静态条件试验研究。主要探讨了通气量、电解时间、涂膜活性炭比、槽电压对COD去除率的影响。结果表明,通气量为1.5L/min,通电时间为60min,涂膜活性炭比为45%,槽电压为6V时,COD去除率最高,达87%。关键词:三维电极;焦化废水;涂膜活性碳中图分类号:TD926.5文献标识码:B文章编号:1671-0959(2008)04-0074-03researchonthetreatmentofcokeplantwastewaterbyBipolarThree-dimensionalFluidizedBedElectrodeReactorXUNing,TAOXiu-xiang,LVZe-peng(SchoolofChemicalEngineering＆TechnologyChinaUniversityofMiningandTechnology,XuZhou221008)Abstract:Saturatedactivecarbon-coatedactivecarbonasfillermaterials,experimentonthetreatmentofcokeplantwastewaterbyBipolarThree-dimensionalFluidizedBedElectrodeReactorwascarriedout.Theinfluencesofairflow,time,theratioofcoatedactivecarbonandappliedvoltageontheremovalrateofCODwerediscussed.ItwasindicatedthattheremovalrateofCODwasover87%,whentheairflowwas1.5L/min,theelectrolysistimewas60min,theratioofcoatedactivecarbonwas45%,andtheappliedvoltagewas6V.Keywords:Three-dimensionalElectrode;cokeplantwastewater;coatedactivecarbon焦化废水是炼焦行业所产生的一种成分复杂、高毒性、难生物降解的高浓度工业废水。其中含有大量有机污染物,如酚类、多环芳烃、含氮有机物及杂环化合物等,对环境危害极大。目前国内焦化厂普遍采用生化法处理此种废水。生化法主要存在工艺流程长、外加物(如外加碳源物、调节pH药剂等)量大且费用高等问题。电化学方法处理废水一般不需要添加很多化学药剂,具有后处理设备简单,占地面积小,无二次污染,越来越受到人们的重视。三维电极法是一种新型的电化学处理技术。三维电极(Three-DimensionalElectrodes)是在传统的二维电解槽的电极间填充颗粒状或其他碎屑状工作电极材料,并使装填的材料表面带电,成为新的一极(第三极),且在工作电极材料表面发生电化学反应。与传统的二维电极相比,三维电极极大扩展了电极表面积,传质速度及反应速度快,电流效率和时空效率高[1]。三维电极的分类方法很多[2],按照粒子极性可分为单极性和复极性。按照粒子材料填充方式可以分为固定床与流动床两种。本文采用自制复极性流化床三维电极反应器处理焦化废水,证明其实际操作的可行性,同时考察不同因素对焦化废水COD去除率的影响。1实验部分1.1试验废水的来源及水质废水取自某焦化厂经过蒸氨除油的出水,pH约为10左右,CODCr为3000mg/L。1.2实验装置及废水COD检测方法电极反应器由有机玻璃板制成,尺寸为10cm×5cm×10cm。主电极采用铜片制成,主电极面积为10×5cm2,电极间距为10cm。填料由在废水中吸附饱和的4×8目活性74研究探讨煤炭工程2008年第4期炭颗粒及同样大小的涂膜活性炭按一定比例混合而成,填充量为30g(干重)。外加电压以直流稳压方式供给。COD采用重铬酸钾法测定,具体见参考文献[6]。图1复极性流化床三维电极反应器示意图1.3实验方法涂膜活性炭制作方法见参考文献[4]。将在废水中吸附饱和的涂膜活性炭与未涂膜活性炭按一定的比例混合均匀,填入反应器