臭氧/活性炭联合工艺深度处理焦化废水

Posted 2023-01-13 臭氧

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摘要：采用臭氧/活性炭联合工艺对焦化废水A2/O出水进行深度处理。考察了溶液初始pH值、臭氧投加量、活性炭投加量及使用次数、反应时间对焦化废水处理效果的影响。实验结果表明，活性炭的使用可显著提高臭氧对焦化废水COD的去除率，在溶液初始pH值为10.25、臭氧投加量为7.5 mg/min、活性炭投加量50 g/L、反应时间为30 min条件下，COD去除率达到73.51%。同时，在活性炭重复使用10次时，COD去除率为70.85%，仅降低了2.66%。

焦化废水主要来自煤制焦炭、煤气净化和焦化产品回收和精制过程，废水中含有大量氨氮、氰、硫氰化合物、酚类、多环芳烃和杂环化合物，是一种典型的污染物浓度高、组成复杂、量大面广、可生化性差、有毒难降解的有机工业废水。

研究表明，目前国内各焦化废水处理工艺并不能完全分解去除废水中的有机污染物，主要表现在出水COD达标难，同时废水中还含有大量低浓度且具有*致癌、致畸、致突变+效应和毒性的污染物质，这些未经有效处理的焦化废水若排入环境，将会对生态安全和人类健康带来较大影响和危害。

臭氧/活性炭联合工艺技术是一种基于臭氧高级氧化的新型水处理工艺，兼具有单独臭氧氧化和活性炭工艺的优点，克服了单独臭氧氧化的选择性，提高了臭氧利用率。近年来，臭氧/活性炭联合工艺技术在饮用水、微污染、地表水、石化废水、制药废水、印染废水等领域开展了大量研究工作，取得了可观的成果，但是在焦化废水深度处理中应用较少。

为此，以焦化废水生化出水为处理对象，开展臭氧f活性炭联合工艺深度处理焦化废水的实验研究，重点考察溶液初始pH值、臭氧投加量、活性炭投加量及使用次数、反应时间对焦化废水处理效果的影响，以期能为臭氧f活性炭联合工艺深度处理焦化废水的实际应用提供参考依据。

1材料与方法

1.1实验用水水质

实验用水来源于某焦化厂经A2/O工艺处理后的出水，其水质指标见表1。

从表1可以看出，焦化废水原水较复杂，COD、氨氮、酚的浓度都较高，处理难度大。同时，A2/O工艺可有效去除焦化废水中的有机污染物、氨氮和酚，其出水氨氮和酚均达到了《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的一级排放标准，出水中仅COD还未能达标。

1.2实验材料

制取臭氧的原料为纯氧（99%，成都新炬化工有限公司），由CFJ-5型臭氧发生器（成都斯塔瑞测控工程有限公司）产生，气相中的臭氧浓度采用碘量法测定。

实验中所使用的苯酚、氢氧化钠、无水碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸二氢钾、磷酸钠、叔丁醇、硫酸亚铁铵、硫代硫酸钠、铁氰化钾和,I氨基安替比林等化学试剂均为分析纯，由成都科龙化工试剂厂生产，活性炭（实验室自制，柱状，强度≥90%，粒度为3.25mm，比表面积>1500m2/g。

1.3实验方法

实验装置见图1所示。臭氧氧化实验在直径50mm，高600mm，有效容积700mL，内置活性炭层（高为200mm）的自制有机玻璃反应器中进行，实验前先用自来水冲洗反应器，再用去离子水清洗数次以去除反应器中可能消耗臭氧的干扰组分。将500mL焦化废水生化出水一次性转入反应器中，实验采用连续投加臭氧工艺（待臭氧浓度稳定后进行实验），臭氧经过微孔曝气头进入反应器，臭氧和水溶液在反应器中混合，从而发生气、液两相反应，臭氧尾气由2% KI溶液进行吸收。控制好臭氧投加量，定时（5min）取样进行分析，溶液的pH值用PHS23C精密pH计（上海雷磁仪器厂）测定，COD采用重铬酸钾法测定。。

2结果与讨论

2.1不同处理工艺效果比较

在溶液初始pH值为10.25、臭氧投加量为7.5mg/min、活性炭投加量50g/L和反应时间为30min的条件下，对活性炭、臭氧、臭氧/活性炭联合工艺深度处理焦化废水的效果进行了比较，结果如图2所示。由图2可知，活性炭、臭氧、臭氧/活性炭联合工艺处理焦化废水的COD去除率分别为5.53%、38.31%和73.51%。这说明活性炭的加入可有效提高臭氧对焦化废水的处理效果，活性炭在整个氧化体系中，起到了协同强化作用，提高了臭氧的利用率和羟基自由基的产生量，促进了废水中有机污染物的降解。

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