絮凝處理焦化廢水生化出水的研究

畢方方，郭曉濱，張彩鳳

（西安科技大學 化學與化工學院，陜西 西安 710054）

（College of Chemistry and Chemical Engineering,Xi′an University of Science and Technology,Xi′an 710054,China）

環(huán)境工程

絮凝處理焦化廢水生化出水的研究

畢方方，郭曉濱，張彩鳳

（西安科技大學 化學與化工學院，陜西 西安 710054）

通過對三氯化鐵(FeCl3)、聚合氯化鋁（PVC）和聚合硫酸鐵（PFS）等3種絮凝劑對焦化廢水生化出水處理效果的比較，選擇出處理效果最好的聚合硫酸鐵作為絮凝處理焦化廢水生化出水的絮凝劑。并確定了該試劑處理焦化廢水生化出水的工藝條件，結果表明：聚合硫酸鐵投加量為600mg·L-1，pH值為6.8，沉降時間為30min時，焦化廢水生化出水的CODCr、和色度去除率分別為87.4%、和85.5%。CODCr和色度剩余含量達到國家工業(yè)污水排放一級標準。

絮凝；焦化廢水；工藝條件

（College of Chemistry and Chemical Engineering,Xi′an University of Science and Technology,Xi′an 710054,China）

Abstract:The flocculations of biological treated coking wastewater by FeCl3,PVC and PFSwere studied.The PFSwas selected as the best treatment agent.The results showed thatwhen dosage was 600mg·L-1,pH value was 6.8,settling time was 30 minutes，the CODCrand chroma removal rates were 87.4%and 85.5%.The remaining contents of CODCrand chroma reached the national level of industrialwastewater discharge standards.

Key words:flocculation；coking wastewater；conditions

神木某煤化工有限公司是一家集焦化生產(chǎn)、加工及綜合利用的專業(yè)公司。公司采用內(nèi)熱式直立爐低溫（約700℃）干餾技術生產(chǎn)蘭炭，同時回收爐頂煤氣以及煤氣中的焦油。煤中C、H、O、N、S等元素在干餾過程中，轉變成含O、N、S的各種有機物和無機化合物，從而使得焦化廢水中污染物種類繁多，成分復雜。廢水中難降解物質在環(huán)境中的長期積累不僅污染環(huán)境，而且影響人類生活，損害人體健康。因此，焦化廢水危害極大，必須進行處理，以降低焦化廢水中有毒有害成分，然后才能排放或進行回收利用[1]。

當前焦化廢水主要是通過生化法進行處理[2，3]，但是由于焦化廢水具有可生化性不高的特點，經(jīng)生化法處理的廢水仍然達不到國家排放標準。因此，對生化處理后出水的深度處理成為目前亟待解決的問題。

該廠采用生物接觸氧化廢水處理裝置對所產(chǎn)廢水進行處理，廢水出水水質見表1。

表1 生化處理出水水質及分析方法Tab.1 Water quality and analysismethod by biological treatment

由表1可知，該廠所產(chǎn)廢水經(jīng)生化處理裝置處理后仍不能達標排放。鑒于此，研究者采用絮凝法[4-6]對該廠經(jīng)生化處理裝置處理后的水樣進行后續(xù)深度處理的試驗研究，以期為實際工程提供設計依據(jù)。

1 實驗部分

1.1 試驗裝置

JJ·4B六聯(lián)攪拌器；PHS-3C型酸度計；TU-1900紫外可見分光光度計；SHA-C數(shù)顯恒溫震蕩器；TG328B分析天平；六聯(lián)萬用電爐。

1.2實驗方法

取水樣150mL于250mL的燒杯中，加入一定量混凝劑以 120r·min-1的速度快攪 1min，再以 40r·min-1的速度慢攪30min，靜置沉淀，取上清液測定CODCr和色度。以CODCr和色度去除率為評價指標。

2 結果與討論

2.1 絮凝劑的選擇

在3組裝有150mL廢水的燒杯中分別投加不同量的FeCl3、聚合硫酸鐵和聚合氯化鋁以120r·min-1的速度快攪1min，再以40r·min-1的速度慢攪30min，靜置沉淀30min，取上清液進行分析，對CODCr和色度的處理效果分別見圖1、2。

圖1 不同投加量對CODCr去除率的影響Fig.1 Effectofdifferentdosage to CODCrremoval

由圖1可以看出，投加量在1000mg·L-1以下聚合硫酸鐵對CODCr的處理效果明顯好于FeCl3和聚合氯化鋁。隨著FeCl3和聚合硫酸鐵投加量的增加，CODCr的去除率在上升到一定值后呈下降趨勢。這是由于投加量過量以后污水中的膠體出現(xiàn)了再穩(wěn)現(xiàn)象。FeCl3和聚合硫酸鐵對于CODCr的最佳投加量分別為400和600mg·L-1。隨著聚合氯化鋁投加量的不斷增加，CODCr的去除率持續(xù)上升，說明聚合氯化鋁的投加量最佳值尚未確定，考慮到隨著投加量的增加經(jīng)濟成本也將增高，研究者不再對大劑量的投加進行研究。

圖2 不同投加量對色度去除率的影響Fig.2 Effectofdifferentdosage to chroma removal

由圖2可以看出，3種藥品對色度的最佳處理效果沒有太大差別。隨著FeCl3和聚合硫酸鐵投加量的增加色度的去除率在上升到一定值后也呈下降趨勢，這時因為當FeCl3和聚合硫酸鐵投加量超過其最佳值后多余的Fe3+在水中富集使得廢水的色度再次升高。

綜合考慮不同藥品對CODCr和色度的作用效果和實際工程的經(jīng)濟投入，研究者選擇聚合硫酸鐵作為本次研究的最佳絮凝劑。

2.2 聚鐵沉降時間的影響

向裝有1L廢水的2L燒杯中投加600mg的聚合硫酸鐵，以120r·min-1的速度快攪1min，再以40r·min-1的速度慢攪30min，靜置沉淀。分別在沉淀時間為 5、10、15、20、30、40min 時取上清液分析。對CODCr和色度的處理效果處理效果見圖3。

圖3 不同沉降時間對處理效果的影響Fig.3 Effectofdifferentsedimentation time to removal

從圖3可以看出，CODCr和色度的去除率都隨著沉降時間的延長而升高。30min內(nèi)去除率隨時間的變化的幅度較大，30min之后去除率趨于穩(wěn)定?？紤]到實際操作成本，研究者決定選擇30min作為本研究的最佳沉降時間。

2.3 pH值的影響

調節(jié)原水 pH 值，在 pH 值分別為 3、4、5、6、7、8、9、10時用聚合硫酸鐵對污水進行處理，聚合硫酸鐵投加量為600mg·L-1，水利條件同上，沉降30min取上清液分析。不同pH值對絮凝效果的影響見圖4。

圖4 不同pH值對處理效果的影響Fig.4 Effectof differentpH value to removal

由圖4可以看出，廢水pH值對絮凝處理效果影響較大。隨著pH值的增加，CODCr和色度去除率呈先上升后下降的趨勢。原水pH值在5～7之間時聚合硫酸鐵對CODCr和色度的處理效果最好。考慮到生化池出水本身pH值在6.8左右，實際處理時可不調節(jié)廢水的pH值。這樣既節(jié)省了調節(jié)pH值的藥劑，也簡化了操作，同時也可以降低實際操作成本，節(jié)省企業(yè)開支。

3 結論

（1）聚合硫酸鐵對該廠所產(chǎn)焦化廢水生物處理出水的處理效果最好。

（2）當聚合硫酸鐵投加量為600mg·L-1，pH值為6，沉降時間為30min時處理效果最佳。出水的CODCr、和色度去除率分別為87.4%和85.5%。CODCr和色度剩余含量可達到國家工業(yè)污水排放一級標準。

［1］韋朝海,賀明和,任源，等.焦化廢水污染特征及其控制過程與策略分析［J］.環(huán)境科學學報，2007，27（7）:1083-1093.

［2］郭金華.A2/O處理焦化廢水［J］.工業(yè)水處理，2004，24（9）:65-67.

［3］ LiY.M.,GuG.W.,ZhaoJ.F.,et al.Treatment of coke-plantwasterwater by biofilm systems for removal of organic compounds and nitrogen［J］.Chemosphere，2003，52（6）:997-1005.

［4］徐曉軍，等.化學混凝劑作用原理［M］.北京:科學出版社，2005.121-156.

［5］胡莜敏.混凝理論與應用［M］.北京:科學出版社，2007.56-124.

［6］胡紅偉，何正浩.絮凝-吸附法處理焦化廢水的實驗研究［J］.平頂山工學報，2006，15（3）:34-37.

Study on flocculation of biological treated coking wastewater

B I Fang-fang,GUO Xiao-bin,ZHANG Cai-feng

TQ09

B

1002-1124（2011）01-0033-03

2010-12-03

畢方方（1983-），女，在讀碩士研究生，主要從事工業(yè)水污染控制方面研究。

導師簡介：郭曉濱（1957-），男，副教授，主要從事工業(yè)水污染控制方面研究。