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              江蘇銘盛環境

              焦化廢水的微電解預處理工藝 永濟廢水處理公司

              文章出處:未知發表時間:2022-06-01 13:40:59


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                焦化廢水是在煉焦荒煤氣化產回收流程中產生的含多種酚類、多環芳香族、含氮雜環化合物及脂肪族化合物的廢水,所含污染物濃度大、成分復雜,是典型的有毒有害、難降解工業廢水?,F有處置技術主要采用生物凈化脫氮和混凝沉淀等深度處置集成工藝,由于焦化廢水難降解和有生物毒性的特性,直接用生物處置污染物負荷高,處置效率低,以至需求在生物段添加大量的稀釋水才干滿足生物處置負荷請求,形成大量新水糜費和噸焦耗新水指標超標。如何提升其預處置效果,大幅度提升廢水的可生化性,減少稀釋水的用量,是目前焦化工業廢水處理關注的重點。

               

                微電解和Fenton氧化技術可有效降解廢水中的大分子、難降解的有機污染物,提升廢水的可生化性,普遍應用于制藥、造紙、農藥廢水等多種難降解工業廢水的預處置。筆者以微電解技術為中心,耦合Fenton氧化-絮凝沉淀工藝對焦化廢水實施強化預處置實驗,研討了其對焦化廢水污染物去除效果和對可生化性的影響,為其在焦化廢水預處置中的應用提供參考。

               

                1、實驗資料與辦法

               

                1.1 廢水來源以及水質

               

                本實驗運用的廢水來自于某焦化廠經氣浮除去油和懸浮物后的焦化廢水,其COD為2000~3500mg/L,BOD5為600~800mg/L,B/C為0.2~0.29,氨氮為25~100mg/L,揮發酚為300~500mg/L,pH為8.5~9.5。

               

                1.2 微電解填料

               

                微電解填料是由山東某填料廠家提供的多元催化氧化填料,由多元金屬合金交融催化劑經高溫微孔活化生產而成,其鐵碳比約為51,粒徑1~3cm,填充空隙率65%,密度約1g/cm3,比外表積1.2m2/g。

               

                1.3 檢測辦法

               

                COD,重鉻酸鉀法;BOD5,稀釋接種法;氨氮,納氏試劑分光光度法;揮發酚,4-氨基安替比林分光光度法;Fe2+,鄰菲啰啉分光光度法。

               

                1.4 實驗辦法

               

                微電解反響靜態實驗:研討微電解在最佳進水pH下(pH=3)的停留時間對焦化廢水的污染物去除效果的影響,同時研討微電解過程中體系pH和Fe2+濃度的變化。

               

                微電解-Fenton氧化-絮凝沉淀連續動態實驗:經過微電解小試實驗和查詢文獻肯定Fenton氧化和絮凝沉淀的反響條件,經過動態實驗考證不額外投加Fe2+的狀況下對污染物的處置效果。

               

                2、實驗結果及討論

               

                2.1 微電解反響靜態實驗

               

                取焦化廢水50L,調理pH=3,將其注入微電解反響器并曝氣,到達充氧和攪拌的目的,定時取樣,化驗出水的COD、BOD5、pH和Fe2+濃度指標。

               

                2.1.1 微電解反響時間對COD、BOD5的影響

               

                微電解過程中污染物和pH隨反響時間的變化見圖1。

               

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                由圖1可知,在微電解反響過程中,廢水COD逐步降低,在120min以內,COD由2480mg/L降至1980mg/L,去除率到達20.2%。廢水的BOD5穩定上升,B/C在前120min有比擬明顯的上升,由初始時的0.25提升至最高達0.36??芍?,停留時間為120min時,COD的降解率和可生化性均到達了最優狀態,因而最佳停留時間為120min。

               

                在反響過程中,酸不時被耗費,在90min內,系統的pH上升疾速,標明前90min微電解反響較快,之后反響逐步變得遲緩,最終出水pH穩定在5.5~6.0。出水pH關于實施Fenton氧化反響來說是比擬高的,其最佳pH通常在3~4,因而有必要在微電解出水后再實施一步伐酸過程。

               

                2.1.2 微電解過程中Fe2+濃度的影響

               

                微電解過程中,鐵碳填料中Fe被氧化成Fe2+,其濃度影響了Fenton反響的氧化作用,實驗過程中Fe2+濃度的變化如圖2所示。

               

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                由圖2可知,隨著微電解反響時間的增長,反響液中Fe2+濃度呈先上升后降落的趨向。在120min內,Fe2+由220mg/L到達最高410mg/L的峰值,隨后呈降落趨向,剖析緣由可能是由于在曝氣的酸性條件下,生成的Fe2+存在Fe2++O2+4H+?4Fe3++2H2O的可逆轉化過程,在微電解初期,反響速度快,生成Fe2+速度快,但隨著微電解反響的實施,體系pH上升,Fe2+的生成速度也放慢,同時高濃度的Fe2+促使其轉化向右實施,轉化速度加快,Fe2+的生成速度開端低于其轉化速度,造成Fe2+濃度開端降落。

               

                經過以上實驗剖析,在控制進水pH=3的條件下,微電解反響120min時,對COD的去除、可生化性的提升以及Fe2+濃度都能夠到達一個較好的效果,處置后廢水的COD為1980mg/L,去除率20.2%,體系內Fe2+質量濃度能夠到達410mg/L。

               

                2.2 微電解-Fenton氧化-絮凝沉淀實驗

               

                2.2.1 實驗條件和流程

               

                微電解反響條件以靜態實驗的結果為準,設計進水pH=3,反響時間120min,曝氣氣水比31,m(H2O2)m(COD)=11,反響時間為120min。實踐運轉時Fenton氧化進水及參數:COD1900~2000mg/L、BOD5650~700mg/L、pH3~4、Fe2+400~430mg/L、H2O22000mg/L。由上述參數計算可知n(Fe2+)n(H2O2)在1(6.9~7.4),當不額外添加Fe2+時,依據王春敏等的研討,Fe2+和H2O2的投加比例根本在合理范圍之內。

               

                絮凝沉淀運用PAM作為絮凝劑,以質量分數為30%的NaOH溶液作為調堿劑,控制反響pH8~9、PAM投加質量分數0.08%、絮凝時間30min、沉淀時間3h。

               

                該實驗為動態實驗,實驗流程如圖3所示。來水進入調酸罐調酸后,經過計量泵以1m3/h的速度平均地泵入反響系統,依次經過調酸罐、微電解反響器、二次調酸罐、Fenton氧化反響器、絮凝沉淀池后,取出水測定污染物指標。

               

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                2.2.2 對COD的去除效果

               

                動態實驗中系統對COD的去除效果如圖4所示。

               

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                由圖4可知,來水的COD根本穩定在2200~2800mg/L,最終出水的COD根本穩定在1200~1700mg/L,系統對COD的最大去除率到達47%,均勻去除率為37%,其中微電解、Fenton氧化、絮凝沉淀階段對COD的去除奉獻分別占54.5%、32.8%、12.7%,微電解階段是COD去除的主要階段。運轉期間,進水的B/C在0.24~0.29,可生化性較差,經過強化預處置,可生化性有了顯著提升,根本在0.35以上,均勻為0.39,為后續生化處置提供了牢靠的保證。

               

                2.2.3 對氨氮和揮發酚的去除效果

               

                調查動態實驗中系統對氨氮的去除效果,發現進水氨氮的動搖較大,在25~80mg/L。該工藝對氨氮的去除效果并不理想,以至局部階段出水氨氮反而升高,緣由可能是焦化廢水中的氨氮由游離態氨(NH3)和離子態氨(NH4+)組成,游離態氨能夠經過系統曝氣吹脫去除,而微電解和Fenton對氨氮的氧化去除并不明顯,因而系統對氨氮的去除主要是對游離態氨的吹脫,當蒸氨工藝不穩定,進水中游離態氨較高時,去除率就比擬好。經過處置后的氨氮在某些階段反而上升,可能是由于存在大分子有機氮,包括有機胺、有機腈、含氮雜環等物質的氧化降解,局部轉化為氨氮。因而總體來看,系統對氨氮的去除效果并不明顯,關于氨氮的去除,主要依托后續的生物處置單元。

               

                進水的揮發酚類物質濃度較高,通常維持在350~500mg/L,該系統對揮發酚有很好的降解作用,去除率在27%~40%,均勻去除率為34%,對揮發酚的降解有利于減輕其對后續微生物的毒害作用,強化生物處置效率。

               

                2.2.4 小結

               

                實驗結果標明,微電解-Fenton氧化-絮凝沉淀作為焦化廢水的預處置技術,可有效預降解焦化廢水中的COD和揮發酚等有害物質,提升可生化性,同時降低生物處置負荷,使后續A/O、A/A/O等生物處置工藝無需再額外參加新水,可有效降低噸焦外排水指標。Fenton反響后的沉淀產物主要是含鐵污泥,可作為燒結配礦等二次資源應用,不產生二次污染。因而,該技術具有高效、節水、無二次污染的特性。

               

                3、結論

               

                (1)在微電解進水pH=3,停留時間為120min條件下,對COD的去除率到達20.2%,B/C由0.25提升至0.36,反響后Fe2+到達410mg/L,pH為5.5~6.0,進入后續Fenton反響需求將pH調低至3~4。

               

                (2)焦化廢水經微電解-Fenton催化氧化-絮凝沉淀處置后,COD的去除均勻為37%,B/C均勻到達0.39,對揮發酚的去除率均勻到達34%,有效提升了焦化廢水可生化性,降低生物毒性,提升后續生物處置效率,降低生物處置稀釋水添加量。該工藝對氨氮去除效果不明顯,但可能存在對有機胺、有機腈、含氮雜環等物質的降解過程。

               


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