煤化工廢水去除COD混凝-芬頓氧化法

在制備城市煤氣和化工原料氣的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量含酚廢水，廢水水質(zhì)非常復(fù)雜，酚濃度高，且酚種類(lèi)繁多，既有單元酚（苯酚、甲酚，二甲酚，乙酚等），又有二元酚，三元酚，廢水還含有氨、氰化氫，硫化氫和二氧化碳等，水質(zhì)呈中偏堿性；酚類(lèi)是原型質(zhì)毒物，對(duì)一切生物個(gè)體都有毒害作用，含量極低仍會(huì)導(dǎo)致慢性中毒，濃度高于1mg/L時(shí)可直接導(dǎo)致生物的死亡，嚴(yán)重危害生態(tài)和環(huán)境；此外廢水中還含有脂肪酸、酮類(lèi)和胺類(lèi)等有機(jī)物、酸性氣體、焦油、粉煤灰等，廢水COD值高，且難以生物降解。

由于煤化工企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的有毒有害且難生物降解的工業(yè)廢水，其引起的環(huán)境污染問(wèn)題已成為制約煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。所以，通過(guò)技術(shù)手段降低煤化工廢水處理難度，實(shí)現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放，顯得尤為重要。

一、實(shí)驗(yàn)部分

1.實(shí)驗(yàn)儀器。

分管光度計(jì)、PH計(jì)、量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、天平等。

2.實(shí)驗(yàn)試劑。

氫氧化鈉溶液、濃硫酸、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺、30%過(guò)氧化氫溶液、七水硫酸亞鐵溶液、蒸餾水等。

3.實(shí)驗(yàn)方法。

（1）混凝法。

混凝是水處理的一個(gè)重要方法，可應(yīng)用于各種工業(yè)廢水（如造紙、煤炭、鋼鐵、紡織等工業(yè)廢水）的處理，包括預(yù)處理、中間處理或最終處理?；炷粌H可以去除廢水中的懸浮物和膠體物質(zhì)，而且可以進(jìn)行除油和脫色。煤化工廢水中的難降解有機(jī)物多呈膠體或懸浮態(tài)，因此可以采用混凝沉淀法進(jìn)行處理。常用的混凝劑有聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺、鐵鹽類(lèi)混凝劑以及其他復(fù)合混凝劑等。本論文討論聚合氯化鋁（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）對(duì)煤化工廢水COD降解效果的影響。

（2）芬頓氧化。

芬頓氧化法是在酸性條件下，H2O2在Fe2+存在下生成強(qiáng)氧化能力的羥基自由基?OH，并引發(fā)更多的其他活性氧，以實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物的降解,其氧化過(guò)程為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，當(dāng)PH足夠低時(shí)，在Fe2+的催化作用下過(guò)氧化氫就會(huì)分解產(chǎn)生?OH。其中以?OH產(chǎn)生為鏈的開(kāi)始，而其他活性氧和反應(yīng)中間體構(gòu)成了鏈的節(jié)點(diǎn)，各活性氧被消耗，反應(yīng)鏈終止。其反應(yīng)機(jī)理較為復(fù)雜,這些活性氧僅供有機(jī)分子并使其礦化為CO2和H2O等無(wú)機(jī)物，從而使Fenton氧化法成為重要的高級(jí)氧化技術(shù)之一。

二、實(shí)驗(yàn)參數(shù)及過(guò)程

1.檢測(cè)原水水質(zhì)，部分指標(biāo)詳見(jiàn)表2-1

2.實(shí)驗(yàn)藥劑配置及準(zhǔn)備

3.實(shí)驗(yàn)步驟

（1）實(shí)驗(yàn)一：PAC濃度對(duì)COD去除效果的影響

取100ml原水，在上表實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)反應(yīng)后COD含量。

（2）實(shí)驗(yàn)二：Fe2+與H2O2摩爾比對(duì)COD去除效果的影響

取100ml原水，在上表實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)反應(yīng)后COD含量。

（3）實(shí)驗(yàn)三：PAM濃度對(duì)COD去除效果的影響

取100ml原水，在上表實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察反應(yīng)后上清液澄清情況。

三、結(jié)果與討論

1.PAC濃度對(duì)COD去除效果的影響。

PAC濃度對(duì)COD去除效果的影響詳見(jiàn)圖1。由圖1可見(jiàn)：隨著PAC加入濃度的增加，COD的去除效果越好，但當(dāng)PAC投加濃度超過(guò)300mg/L時(shí)，COD去除效果與前組相比，降低的較不明顯。因此PAC適宜投加量為300mg/L。

2.Fe2+與H2O2摩爾比對(duì)COD去除效果的影響。

Fe2+與H2O2摩爾比對(duì)COD去除效果的影響詳見(jiàn)圖2。由圖2可見(jiàn)：芬頓試劑對(duì)COD去除有明顯效果。隨著Fe2+與H2O2摩爾比的增加，COD的去除效果越好，但在4號(hào)和5號(hào)條件下，COD濃度無(wú)明顯差異，因此Fe2+與H2O2摩爾比按照4號(hào)組別（即Fe2+與H2O2摩爾比為1:4.5）時(shí)效果最好。

3.PAM濃度對(duì)COD去除效果的影響

PAM濃度對(duì)COD去除效果的影響詳見(jiàn)圖3。由圖3可見(jiàn)：投加PAM可降解部分COD，且當(dāng)PAM投加濃度超過(guò)10mg/L時(shí)，對(duì)COD去除效果不明顯，因此確定PAM適宜投加量為10mg/L。

五、結(jié)論

對(duì)于本次實(shí)驗(yàn)，最佳工藝條件為PAC投加濃度300mg/L，F(xiàn)e2+與H2O2摩爾比為1:4.5，PAM投加濃度10mg/L。在此條件下，COD的去除率可達(dá)78.9%。（來(lái)源：煙臺(tái)云灃生態(tài)環(huán)境產(chǎn)業(yè)發(fā)展股份有限公司）