微电解_Fenton氧化法预处理_省略__Tropsch合成废水试验研究_吴丽

＊第40卷第6期2009年11月太原理工大学学报JOURNALOFTAIYUANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYVol.40No.6Nov.2009文章编号:1007-9432(2009)06-0565-05微电解-Fenton氧化法预处理Fischer-Tropsch合成废水试验研究吴丽1,2,王仁桃1,2,任云霞1,邢泳1,董桂燕1,刘黎1,李永旺1,3(1.中国科学院山西煤炭化学研究所,山西太原,030011;2.中国科学院研究生院,北京100049;3.中科合成油技术有限公司,山西太原030032)摘要:用微电解-Fenton试剂催化氧化组合工艺对Fischer-Tropsch合成废水进行预处理,研究探讨该处理过程中各种反应条件和工艺参数对处理效果的影响。结果表明:在微电解铁炭体积比1∶1,进水pH为3.0,反应时间120min的条件下,对F-T合成废水中CODCr的去除率达到39.2%;微电解后出水经Fenton试剂进一步氧化,在pH为3,H2O2的投加量为30mL/L,反应时间为90min时,其CODCr的去除率可达69.4%。ρ(BOD5)/ρ(CODCr)可从0.06提高到0.32,有效地提高了废水的可生化性。关键词:Fischer-Tropsch合成;微电解;Fenton氧化法中图分类号:X703文献标识码:A随着经济的不断发展,能源问题越来越成为当前经济发展的制约瓶颈。我国原油可采量不足,相比之下,煤炭资源丰富,这种以煤炭为主要能源的基本框架在短期内不会改变。因此,煤液化合成油的道路成为解决能源危机最有效可行的途径之一。Fischer-Tropsch(以下简称F-T)合成技术是煤液化合成油的关键技术环节,F-T合成工段产生的水相中含有一些含氧有机化合物,如甲醇、乙醇、丙醇、乙酸、丙酸、丁酸、乙醛、酮类等,若能将水相中的有机物回收并将随后产生的废水加以高效处理,对整体煤制油过程成为集成优化的清洁生产过程具有重要意义。F-T合成工段水相含有大量的有机化合物,首先通过精馏对其中部分醇类、酯类等低沸点有机物进行回收,精馏后水中剩余约0.5%的有机酸和一些高沸点的醇类。精馏后的废水具有以下特点:产生量大,每生产1t油约排放1.5t废水;腐蚀性强,pH值2.0～3.5;CODCr含量高,一般都在10000mg/L以上;可生化性较差,不易直接采用生物法。目前对这部分废水的处理在国内还没有相关报道,而国外还处于技术保密状态。为了以后大规模煤制油实现清洁生产,本实验通过铁炭微电解-Fenton氧化法预处理F-T合成废水,取得了很好效果,为后续生物处理创造了有利条件,同时也为示范工厂的建立提供了技术性依据。1试验部分1.1废水水质废水取自中国科学院山西煤炭化学研究所中试基地合成工段油水分离后的水相,经精馏塔回收低沸点有机物后,釜底的废水水样水质指标见表1。表1试验废水的水质指标项目ρ(CODCr)/(mg·L-1)ρ(BOD5)/(mg·L-1)ρ(NH3-N)/(mg·L-1)ρ(SS)/(mg·L-1)ρ(BOD5)/ρ(CODCr)pH数据11000～35000700～4000<50<300.06～0.11.5～3.51.2试剂和仪器H2O2(体积分数为30%);FeSO4·7H2O,NaOH,H2SO4,试剂均为分析纯;活性炭为太原新华活性炭有限公司生产。PHS-3C酸度计,上海雷＊收稿日期:2009-01-12基金项目:国家自然科学基金重大项目(25060361/B01)作者简介:吴丽(1984-),女,山西朔州人,硕士,主要从事F-T合成工艺废水处理的研究,(Tel)0351-4068425DOI:10.16355/j.cnki.issn1007-9432tyut.2009.06.010磁仪器厂产。1.3实验方法1.3.1微电解实验方法实验所用微电解柱内径5cm,外径6cm,高50cm,有效容积为1L.铁屑采用工厂加工产生的废铁刨花,经质量分数10%的NaOH浸泡30min左右除去油污,用清水洗至中性,再用体积分数1%H2SO4浸泡10min,去除表面氧化物。采用直径为1～3mm的柱状活性炭,将其在废水中浸泡24h达到饱和后烘干使用。将铁屑和炭粒按一定体积比混合均匀后填入玻璃柱内,初装填料为39cm,填充率为80%,进水由泵从柱子底部打入至柱子上方流出,连续运行。实验装置见图1。微电解柱子上部用铁砂曝气头进行曝气。对微电解出水进行过滤后,取上清液分析水质。图1连续流微电解处理工艺流程1.3.2Fenton试剂催化氧化法取100mL微电解出水水样,用0.2mol/LNaOH或0.1mol/L的H2SO4调节pH到一定值后,加入一定体积的H2O2,放置在搅拌器上搅拌数分钟。调节pH使Fe2+沉淀,静置后,取