焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)化(hua)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)種類(lei)(lei)較多，從(cong)產(chan)生(sheng)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)源頭分(fen)(fen)，有(you)(you)(you)煉焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)煤帶(dai)入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)、焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)化(hua)產(chan)品回(hui)收及精制過(guo)程中(zhong)使用直接蒸汽時(shi)轉化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)、工藝(yi)介質(zhi)、洗(xi)滌溶鹽等(deng)(deng)加(jia)入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)、添加(jia)稀化(hua)學劑帶(dai)入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)、工藝(yi)管道設備等(deng)(deng)清洗(xi)加(jia)入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)、清洗(xi)油(you)品槽車水(shui)(shui)(shui)(shui)等(deng)(deng)。從(cong)其排(pai)出方式上分(fen)(fen)，有(you)(you)(you)從(cong)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)爐煤氣冷凝液(ye)中(zhong)分(fen)(fen)離出來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)剩余氨水(shui)(shui)(shui)(shui)、焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)化(hua)產(chan)品回(hui)收及精制過(guo)程中(zhong)工藝(yi)介質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)離水(shui)(shui)(shui)(shui)，以及其它一些污水(shui)(shui)(shui)(shui)，屬于難(nan)(nan)處理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工業廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)。目前國內處理焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)化(hua)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術主(zhu)要采用生(sheng)化(hua)法，生(sheng)化(hua)法對(dui)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)苯酚類(lei)(lei)及苯類(lei)(lei)物質(zhi)有(you)(you)(you)較好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)去除作(zuo)用，但對(dui)喹啉類(lei)(lei)、吲哚類(lei)(lei)、吡啶類(lei)(lei)、咔(ka)唑(zuo)類(lei)(lei)等(deng)(deng)等(deng)(deng)一些難(nan)(nan)降解有(you)(you)(you)機物處理效(xiao)果較差，使得焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)化(hua)行業外排(pai)水(shui)(shui)(shui)(shui)CODcr難(nan)(nan)以達(da)到一級標準。

電催化氧化法(fa)處理難生化降解有機(ji)廢水(shui)的(de)研(yan)究是近年人們普(pu)遍重視的(de)課(ke)題(ti),尤其在國外,對該技(ji)術已(yi)有較多的(de)研(yan)究。但總的(de)來看(kan),仍處于探索階段(duan)。

根據分析,在三維電極電解(jie)(jie)體系中(zhong)，通過電解(jie)(jie)產生的O2和(he)溶解(jie)(jie)O2在陰極上可能發生如下的還原反(fan)應，產生活(huo)性中(zhong)間體H2O2 。

酸性體(ti)系：O2+2H++2e→H2O2             (1)

堿(jian)性(xing)體系：O2+H2O +2e→HO2- +OH-   (2)

     HO2- + H2O→ H2O2+OH-   ; (3)

電(dian)生(sheng)成Fenton試(shi)劑(ji)是Fe2+和H2O2的(de)結合產(chan)物，H2O2在Fe2+催(cui)化(hua)(hua)下產(chan)生(sheng)·OH，·OH有極(ji)強的(de)氧(yang)化(hua)(hua)能力，可使有機物氧(yang)化(hua)(hua)為(wei)CO2和H2O，CODcr去除率高，而且(qie)自身還原(yuan)為(wei)水，不產(chan)生(sheng)有毒有害物質。在傳(chuan)統的(de)電(dian)生(sheng)成Fenton試(shi)劑(ji)體(ti)系中，通(tong)常以鐵作(zuo)為(wei)陽極(ji)，在電(dian)解過程中產(chan)生(sheng)大量(liang)的(de)Fe2+、Fe3+,增加(jia)了水的(de)色度。本(ben)試(shi)驗用(yong)廉價的(de)石墨(mo)代(dai)替鐵作(zuo)為(wei)陽極(ji)，采用(yong)外加(jia)Fe2+的(de)方(fang)法，通(tong)過調控外加(jia)Fe2+的(de)量(liang)使Fe2+的(de)催(cui)化(hua)(hua)功能最(zui)優化(hua)(hua)。

當溶液(ye)中(zhong)(zhong)不存(cun)在 Fe2+時，氧化(hua)有機(ji)物分子主要靠H2O2來(lai)完成，而當溶液(ye)中(zhong)(zhong)存(cun)在Fe2+時會發生如下反(fan)應(ying)[6]

Fe2+ + H2O2＝Fe3+ + OH- +·OH    (5)

Fe3+ + H2O2＝Fe2+ + HO2·+ H+     (6)

Fe3+ +e ＝Fe2+                            (7)

反應（5）中生成的(de)·OH 的(de)氧化能力(li)極強，主要(yao)由(you)(you)它(ta)來氧化有(you)機(ji)物分子，反應（5）消耗的(de)Fe2+由(you)(you)反應（6），反應（7）補充，Fe2+ 可(ke)循環使(shi)用(yong)。但Fe2+  濃度過大會(hui)(hui)使(shi)有(you)機(ji)物去除率下(xia)降，這(zhe)是(shi)因為當有(you)過量(liang)的(de)Fe2+存在，Fe2+  會(hui)(hui)消耗一(yi)部分·OH：

Fe2++·OH+H+＝Fe3+ +H2O        (8)

采用活(huo)性炭(tan)和(he)某些(xie)液(ye)體(ti)催化劑(ji)（含有Fe2+）作為復合催化劑(ji)的(de)(de)三維電極(ji)(ji)技術(shu)降解CODcr的(de)(de)機理(li)可能為活(huo)性炭(tan)的(de)(de)吸(xi)附、陽極(ji)(ji)反應(ying)(ying)，·OH自由(you)基的(de)(de)氧(yang)化，Fenton反應(ying)(ying)和(he)絮凝反應(ying)(ying)。

本文介紹用三(san)維固定床電極技(ji)術對(dui)焦化廢(fei)水進行(xing)深度處理的(de)實驗研究，對(dui)影響CODcr去除效(xiao)果(guo)的(de)因素進行(xing)初步探(tan)索。

1 試驗部分

1.1 試驗(yan)廢水的來(lai)源及水質(zhi)

廢水取自大化(hua)(hua)集(ji)團化(hua)(hua)肥廠煉焦車間(jian)生化(hua)(hua)處(chu)理出水，廢水水質：Ph為6~9，CODcr為180~200mg/l。

1.2 測試指標

CODcr:重鉻酸鉀法(fa)

1.3 試驗設備及方法

電(dian)解(jie)(jie)(jie)裝置由電(dian)解(jie)(jie)(jie)槽、變壓(ya)器、電(dian)壓(ya)表、直(zhi)流電(dian)流表和(he)(he)整流器等組成。電(dian)解(jie)(jie)(jie)槽中以(yi)石(shi)墨板作為(wei)陽極和(he)(he)陰(yin)極，填充粒子為(wei)10~20目(mu)的(de)水處理(li)用(yong)柱(zhu)形活性炭(tan)和(he)(he)相同(tong)粒徑范圍的(de)石(shi)英砂(sha)。該反應槽有(you)效容(rong)積為(wei)0.2L,每次實驗前先(xian)用(yong)待處理(li)水對(dui)活性炭(tan)進行飽和(he)(he)，飽和(he)(he)后加(jia)(jia)入焦化廢水，同(tong)時加(jia)(jia)入一定量的(de)液體催化劑，并用(yong)硫(liu)酸和(he)(he)氫(qing)氧化鈉來調(diao)節pH值，然后通(tong)電(dian)，調(diao)節電(dian)壓(ya)到(dao)所需值進行間歇實驗。

2 試驗結果和討論

分(fen)別考察了槽電壓、反應(ying)時(shi)間、液體催(cui)化劑用(yong)量和ph值對CODcr去除率的影響。

2.1 槽電壓與CODcr去(qu)除率(lv)的關(guan)系(xi)

實驗條件：反應時間(jian)為60min，液體催(cui)化劑(ji)用量為1000mg/l，ph為3。

槽(cao)電(dian)壓(ya)與CODcr 去(qu)除率(lv)關系的單因素試驗(yan)表明(ming)：隨(sui)著槽(cao)電(dian)壓(ya)的增加，CODcr去(qu)除率(lv)逐漸增大(da) 。

2.2 反應時間與CODcr去除率的關系

實(shi)驗條件：槽電壓(ya)為(wei)12V，液(ye)體催化劑用量(liang)為(wei)1000mg/l，ph為(wei)3。   

反應時間(jian)與CODcr 去除率關系的(de)單因素試驗表明：隨著反應時間(jian)的(de)增加(jia)，CODcr去除率逐漸增大并趨于平緩 。

2.3 液體(ti)催化(hua)劑量與CODcr去除(chu)率的關(guan)系

實驗條件(jian)：槽電壓(ya)為12V，反(fan)應時間為60min，ph為3。  

液(ye)體催(cui)化(hua)劑量與CODcr 去除(chu)率關系(xi)的單(dan)因素試驗表(biao)明(ming)：隨著液(ye)體催(cui)化(hua)劑量的增(zeng)加，CODcr去除(chu)率逐漸增(zeng)大(da) 。

2.4 pH與CODcr去除(chu)率的(de)關系(xi)

實驗條(tiao)件：槽(cao)電壓為12V，反應時(shi)間(jian)為60min，液(ye)體催化劑(ji)量為1000mg/l。   

pH值(zhi)與CODcr 去除率關系(xi)的單(dan)因素試驗表明(ming)：隨(sui)著pH值(zhi)的增加(jia)，CODcr去除率逐漸降低。

2.5 討論

1) 在實驗條件(jian)下，由電(dian)催(cui)化氧化技術原理可知，隨著槽電(dian)壓(ya)的(de)增(zeng)大和(he)Fe2+的(de)增(zeng)加(jia)，在主電(dian)極與通(tong)過靜(jing)電(dian)感(gan)應產生的(de)粒子(zi)群電(dian)極表面產生的(de)H2O2的(de)量也隨之增(zeng)加(jia)，在有(you)(you)Fe2+存在條件(jian)下，更有(you)(you)利于生成Fenton試劑，COD的(de)去除(chu)率也隨之增(zeng)加(jia)。

2）在反(fan)應初始的(de)一段(duan)時(shi)間內(nei)(nei)，體(ti)系(xi)內(nei)(nei)污(wu)(wu)染物(wu)的(de)濃(nong)度較高，濃(nong)差(cha)(cha)極(ji)化影(ying)響不(bu)顯著，但(dan)隨(sui)著反(fan)應的(de)進(jin)行(xing)，污(wu)(wu)染物(wu)濃(nong)度逐漸降(jiang)低，濃(nong)差(cha)(cha)極(ji)化現象越(yue)來越(yue)顯著，單位(wei)時(shi)間內(nei)(nei)擴散(san)到電(dian)極(ji)表面的(de)污(wu)(wu)染物(wu)減少，另外(wai)隨(sui)著反(fan)應進(jin)行(xing)，液體(ti)催化劑(ji)中Fe2+的(de)含量(liang)也在逐漸漸少，相應也會影(ying)響其與H2O2生成Fenton試劑(ji)反(fan)應的(de)進(jin)行(xing)，所以曲線變(bian)得越(yue)來越(yue)平緩。

3）在(zai)三維(wei)電(dian)極電(dian)解體系中，在(zai)酸性(xing)和(he)堿(jian)性(xing)條件(jian)下(xia)(xia)，都能產生(sheng)活性(xing)中間體H2O2，但是在(zai)堿(jian)性(xing)條件(jian)下(xia)(xia)，Fe2+很(hen)快便(bian)生(sheng)成(cheng)絮體，影響了其(qi)進一步與H2O2生(sheng)成(cheng)Fenton試劑的(de)反應，導(dao)致在(zai)在(zai)實(shi)驗ph范圍內，隨著ph的(de)增大，CODcr去(qu)除率呈(cheng)現(xian)逐漸(jian)降(jiang)低的(de)趨勢(shi)。

3 結論

3.1 通過單因素試驗確定了適宜(yi)的槽電壓、液體催(cui)化劑用量(liang)、氣量(liang)、pH和反應(ying)時(shi)間。

3.2 復合催(cui)(cui)化(hua)電解法(fa)有(you)機的(de)結合了(le)吸附、表面催(cui)(cui)化(hua)、氧化(hua)還原等多(duo)種過程，有(you)效的(de)降低(di)了(le)焦化(hua)廢水(shui)的(de)CODcr，并且具有(you)設備簡單、高(gao)效、占地(di)面積小(xiao)、操作簡單等優點。通過與生(sheng)物方法(fa)（如A-A-O法(fa)）聯用，可起到穩(wen)定和(he)提(ti)高(gao)外排水(shui)質，并可最終達到中水(shui)回用目(mu)的(de)。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章