三维电极深度处理高氨氮焦化废水的影响因素_何绪文

文章编号:1673-5196(2010)05-0055-04三维电极深度处理高氨氮焦化废水的影响因素何绪文,张弓,王建兵,王昊,刘俐媛,宫景雯,林辉(中国矿业大学化学与环境工程学院,北京100083)摘要:以焦粉为粒子电极,研究三维电极法深度处理高氨氮焦化废水,取得相应的适宜工作参数.结果表明:焦粉在深度处理焦化废水中氨氮时起到良好的催化电极作用,在焦粉粒径为10-20目、极板间距为1cm、面体比为135.2m2/m3、电流密度为4.44mA/cm2、pH为5、通气量为6L/min、电解时间为30min时,氨氮去除率达到90%,出水氨氮值低于15mg/L,达到钢铁工业废水排放标准(GB1456—1992)的要求.关键词:三维电极;焦化废水;焦粉;NH3-N中图分类号:X703文献标识码:AInfluencingfactorsonwastewaterdeep-treatmentofhighNH3-Ncokingbymeansofthree-dimensionalelectrodetechnologyHEXu-wen,ZHANGGong,WANGJian-bing,WANGHaoLIULi-yuan,GONGJing-wen,LINHui(SchoolofChemicalandEnvironmentalEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Beijing100083,China)Abstract:Takingcokepowderasparticleelectrodedeep-treatmentofhighNH3-Ncokingwastewaterwasinvestigatedwiththree-dimensionalelectrodetechnologytoobtainpropertechnologicalparameters.TheresultsshowedthatthecokepowderplayedtheroleofcatalyticelectrodeinthewastewatertreatmentWhenelectrolysistimewas60min,cokepowderdiameterwasfrom10meshto20mesh,electrodeplatespacingwas1cm,area-volumeratiowas135.2m2/m3,currentdensitywas4.44mA/cm2,pHwas5andaerationquantitywas6L/min,theNH3-Nremovalefficiencycouldreachto90%.TheeffluentvalueofNH3-Nwaslessthan15mg/L,whichcouldcompletelymeettherequirementofdischargestandardofwa-terpollutantsforironandsteelindustry.Keywords:three-dimensionalelectrode;cokingwastewater;cokepowder;NH3-N煤化工中炼焦行业每年排放大量的废水(占全国工业废水排放总量的2%),废水中含有高浓度氨氮、酚类、氰化物、喹啉、吡啶、吲哚、呋喃、咪唑、萘、胺类和氯代物等物质,给环境和人类健康带来巨大危害,必须得到有效治理[1].我国目前有1300多家焦化企业排出的焦化废水经一级和二级处理后COD、氨氮、色度等指标稳定达标排放存在一定的困难,需要进行深度处理才能达标排放.焦化废水中难降解有机物的处理已引起国内外学者的高度重视,许多学者对难降解有机物进行大量研究,通过试验研究对焦化厂出水的COD及色收稿日期:2010-03-10基金项目:国家高技术研究发展计划863项目(2009AA05Z306)作者简介:何绪文(1964-),男,湖南娄底人,教授,博导.度达到良好的处理效果,但是对焦化废水二级生化出水中过量氨氮的深度处理研究还未见报道[2].电化学氧化对氨氮、酚类、氰化物和杂环化合物都有良好的处理效果[3-4].电化学氧化可以直接把氨氮氧化成氮气去除,在有氯离子协同作用下,电化学氧化去除氨氮的效率非常高,几乎可以100%去除氨氮.传统的平板二维电极面体比较小,在电导率较低时,单位槽体处理量小,电流效率低,因而难以应用到实践中.针对传统二维电极这一缺陷,在20世纪60年代末期提出三维电极/三元电极的概念[5-8].三维电极是一种新型的电化学反应器,又叫粒子电极或床电极.它是在传统二维电解槽电极间装填粒状或其它碎屑作为工作电极材料并使填充材料表面带电,成为新的一极(第三极),在工作电极材料表面能发生第36卷第5期2010年10月兰