芬顿氧化_混凝协同处理焦化废水生物出水的研究_左晨燕

PollutionControl污染控制312005.5环境保护1焦化废水的治理现状焦化废水是在炼焦过程中产生的一种高COD、高氨氮、难降解的有机含酚废水，如果直接排放，对环境的污染十分严重。我国是煤炭生产大国，焦炭产业一直在我国占有相当重要的地位，焦化废水的处理研究也已经进行了几十年，但由于其成分复杂，杂环及多环类物质含量多、毒性大[1]，以及国家对焦化废水排放水质的要求进一步提高，焦化废水的达标排放问题一直没有得到有效解决。我国现有的焦化废水处理技术主要是采用传统的A/O或A/A/O生物处理法结合混凝沉淀或者活性炭吸附等后续处理法。各类研究表明，即使生物处理最大限度地发挥作用，也很难实现焦化废水的稳定达标排放，故有效的后续处理技术是焦化废水处理过程中关键的组成部分。本研究对Fenton氧化/混凝协同处理焦化废水生物处理出水的效果进行了研究，提出了推荐的反应条件和处理效果，并从机理上进行了探讨；进行了初步的经济评价，以期能为焦化废水的达标排放提供技术支持。2试验内容2.1水样来源焦化废水取自首钢焦化厂预处理（蒸氨脱酚）之后的焦化废水，经实验室搭建的生化处理系统（A/A/O）之后的出水作为本试验所用水样（表1）。表1实验水样的水质指标国家标准采用GB8978—1996中二级排放标准由表1可以看出，经过本试验的生物处理后，氨氮已经达到污水排放的二级标准，后续处理主要是解决COD和色度的达标排放问题。2.2试验方式2.2.1主要试剂FeSO4（北京化学试剂公司，分析纯）；H2O2（北京化学试剂公司，30％）；聚丙烯酰胺（北京化学试剂公司，MW300万，分析纯）。2.2.2试验方法芬顿氧化/混凝协同处理焦化废水生物出水的研究*StudyonFentonOxidationCooperatedwithCoagulationofBiologicallyTreatedCokingWastewater左晨燕何苗张彭义黄霞赵文涛（清华大学环境科学与工程系环境模拟与污染控制国家重点实验室，北京100084）摘要本文对Fenton（芬顿）氧化/混凝协同处理焦化废水生物出水的方法进行了全面的研究，在综合考虑经济性和去除效果的前提下，提出了反应的最佳条件。结果表明Fenton氧化/混凝协同处理后出水可达国家二级排放标准，其处理成本相对较低，有可推广的价值。同时，通过分析分子量分布和小分子有机物组成，揭示了焦化废水生物出水的物质组成及其在Fenton氧化/混凝协同处理后污染物的变化规律。关键词焦化废水Fenton氧化/混凝分子量分布全分析*国家高科技研究发展（863）专项经费（2002AH601250）支持。DOI:10.14026/j.cnki.0253-9705.2005.05.009污染控制PollutionControl32EnvironmentalProtection2005.5（1）Fenton氧化/混凝协同试验：Fenton氧化试验中，在混凝反应器中投加不同量的Fenton试剂，用电动搅拌器搅拌5min后静置澄清，控制反应时间，取上清液进行COD、色度和全分析；混凝协同试验中，先加入Fenton试剂并搅拌，4min后加入絮凝剂聚丙烯酰胺并持续搅拌至5min，其他同Fenton氧化试验。（2）分子量分布试验：采用超滤膜分级过滤的方法。取一定量废水先用0.45μm滤膜过滤，之后依次通过截留分子量为5万、3万、1万、6000、4000、2000、1000、500的平片超滤膜，压力驱动为高纯氮气，压力为0.2MPa，每一级滤液一部分用于测定COD，另一部分用作下一级滤膜过滤。2.2.3分析指标及方法COD：采用美国HACH公司的COD快速测定仪和专用测定管（美国HACH公司）；色度：采用标准目测比色法（GB11903—89）；分子量分布：采用StirredCell超滤器（MILLIPORE公司）和HM系列平片超滤膜（中国科学院上海应用物理研究所）；小分子有机物组成全分析：先采用固相萃取浓缩前处理，然后用GC/MS分析。3结果与讨论3.1H2O2投加量对COD去除率和色度的影响经过文献调研及初步的摸索试验，H2O2和Fe2+的投加量分别在200mg/L和160mg/L时，处理效果和经济性都较好。因此本组试验固定Fe2+投加量为160mg/L，进一步研究确定H2O2的最佳投加量。H2O2投加量/（mg/L）图1H2O2投加量对COD去除率和色度的影响图1显示了当Fe2+投加量为160mg/L，反应时间为0.5h，pH＝7时，H2O2投加量对COD去除率和色度的影响。随着H2O2投加量的增大，COD去除率增加，色度降低。当H2O2投加量大于220mg/L时，COD去除率的增长速度减慢。从经济性和H2O2利用率的角度看，可以选定220mg/L为H2O2的最