高铁酸盐在焦化废水处理中应用的研究_高瑞丽

山西煤炭管理干部学院学报2010.4收稿日期：2010-09-08作者简介：高瑞丽（1967-），太原化学工业集团化工农药厂工程师，硕士。高铁酸盐在焦化废水处理中应用的研究高瑞丽（太原化学工业集团有限公司化工农药厂，山西太原030031）摘要：本文通过正交实验，确定高铁酸盐三级处理焦化废水的最佳反应条件。结果表明：当反应时间为45min、反应温度为32℃和溶液的pH值为7.2时，高铁酸盐去除COD的效果最好，去除率可达63.4%；当反应时间为30min、反应温度为28℃和溶液的pH值为8.0时，高铁酸盐去除NH3-N的效果最好，去除率可达82.6%。关键词：焦化废水处理;COD;NH3-N;最佳反应条件中图分类号：X784文献标识码：A文章编号：1008-8881（2010）04-0166-02焦化废水是焦化厂进行煤的干馏时，对生成的焦炭和产生的荒煤气进行后期处理时产生的大量废水。焦化废水主要来源于焦化厂洗煤、化产回收等工序。化学成分十分复杂，既包括多种难以被微生物降解或有生物毒性的有机化合物，又包括大量的无机化合物，是一类很难净化的混合型的工业废水。目前，我省的焦化废水处理，主要采取一级物理化学处理和二级生化处理相结合的方法。一级处理主要采用沉淀、气浮、调节、絮凝等方法；二级处理主要采用厌氧生物降解和好氧生物降解等生化处理方法。焦化废水经二级处理后虽然在一定程度上可满足焦化废水的最低排放要求，但很难达到国家一级标准，不能重新使用。本论文主要探讨了高铁酸盐在三级处理焦化废水的最佳反应条件。1高铁酸盐的性质1.1物理性质常用的高铁酸盐为高铁酸钾和高铁酸钠，常态下是一种暗红色粉末，略有金属光泽，易溶于水，形成深紫色的溶液。1.2化学性质高铁酸盐是一种氧化能力极强的六价铁化合物，高铁酸盐无论在酸性介质还是碱性介质中，均表现为极强的氧化性，高铁酸盐的氧化还原电极电位(即标准电极电位)为：酸性介质：E0（FeO42-/Fe3+）=2.20V碱性介质:E0（FeO42-/Fe（OH）3）=0.72V从上可知，高铁酸盐的氧化性比高锰酸钾和次氯酸盐的氧化性强，高铁酸盐在处理废水的过程中，可以同时满足杀菌、消毒、氧化水中有机物以及加快沉降速度的多种需要，是一种新型的污水处理剂，具有广泛的应用前景。2实验2.1实验仪器及设备2.2实验试剂焦化废水样：某焦化厂经A-O-O工艺处理后的排放废水废水水质分析如下：COD320mg/l;NH3-N68mg/l;pH值6.7主要试剂：高铁酸钾纯度为95.6%；（自制）重铬酸钾；邻二氮菲-Fe（Ⅱ）;硫酸亚铁铵;钠氏试剂（化学纯）2.3实验过程具体步骤为：准确移取焦化废水100ml，置于300ml的烧杯中，加热到指定温度，调节溶液的酸度为要求值,在磁力搅拌器的作用下，加入一定量的高铁酸盐，搅拌一定时间，放入恒温水浴保温30分钟后，真空抽滤，对滤液进行测定。2.4实验方法选择pH、温度和反应时间三个因素作为待定的环境因素，其中pH的水平为6.8、7.2、7.6、8.0;温度水平为20℃、24℃、28℃、32℃；反应时间水平为15min、30min、45min、60min，高铁酸钾的加入量为14mg/l，进行正交试验，,测定反应前后水样中COD、NH3-N的含量，求出它们的去除率，从而确定反应的最佳条件。3结论3.1实验结果表2用高铁酸盐处理焦化废水的正交试验结果3.2数据处理表3用高铁酸盐处理焦化废水的正交实验数据处理设备名称型号数量备注磁力搅拌器ZB-Ⅲ1功率55W酸度计.PH-60711烧杯250ml5恒温水浴真空过滤装置500ml因素温度℃pH反应时间minηCOD%ηNH3-N%1206.81561.575.22207.23062.875.63207.64563.176.84208.06061.478.95246.83061.878.56247.21562.678.27247.64562.378.68248.06062.479.29286.84561.781.610287.26062.3078.711287.61560.176.512288.03062.482.613326.86061.278.414327.24563.476.815327.63062.578.916328.01563.376.5因素影响COD去除率NH3–N去除率K1iK2iK3iK1iK2iK3iKi1248.8246.2247.5306.5313.7306.4Ki2249.1251.1249.5314.5309.3315.6Ki3246.5248.0250.5319.4308.7313.8Ki4250.4249.5247.3310.6317.2315.2Ki162.261.661.976.678.476.6Ki262.362.86