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褐煤活性炭吸附处理煤化工废水

点击次数:1932 发布时间:2010-11-15

    活性炭作为一种优良的多孔炭质材料,被广泛地应用于水质净化过程,活性炭吸附法处理技术已成为城市污水和工业废水深度处理zui有效的方法之一。但是由于活性炭生产成本高而大大限制了其使用范围。褐煤的煤化程度低,水分高,热值低,在工业用方面远不如其它煤种广泛,是有待开发利用的煤炭资源。利用褐煤制备的活性炭比表面积相对较小,但一般中孔发达,具有良好的吸附性能。本实验采用褐煤活性炭作为吸附剂,研究其对煤化工废水处理的性能。

    1实验部分

    1.1实验主要仪器和药品

    SKY-100C型摇床,上海苏坤实业有限公司生产;HACHODYSSEYDR/2500分光光度计,CODREACTOR(消解反应器)均来自美国哈希(HACH)公司。

    1.2褐煤活性炭的物理性质

    褐煤活性炭由中国电力科学研究院电站辅机技术研究所(北京国电富通科技发展有限责任公司)研制生产。

    依照IUPAC活性炭孔径分类标准:大孔直径>50nm;中孔直径为2~50nm;微孔直径<2nm。褐煤活性炭表面中孔发达,在活性炭的吸附过程中,对大分子有机物的吸附起到相当大作用。

    1.3实验装置及方法

    实验所用的废水取自某气化厂,外观呈深褐色,水质组成复杂,水样COD值为4500~5200mg/L,pH值为8.0~8.5。分别用静态和动态实验来评价褐煤活性炭对煤化工废水的处理性能。评价指标为HACH重铬酸钾法COD。

    1.3.1COD测定方法

    实验用HACHCOD测试管,量程(0-1500mg/L),实验过程中取水样(或稀释水样)2mL加入到HACHCOD测试管中,放入COD消解反应器中消解2h。消解完成之后,冷却至室温用HACHODYSSEYDR/2500分光光度计进行COD的测定。

    1.3.2静态吸附实验

    在室温下,分别向5个250mL的锥形瓶中加入不同量的活性炭,然后向每个烧瓶中加入150mL原废水,再将各锥形瓶分别放在摇床上振荡1h,然后将各锥形瓶中废水过滤,弃去zui初20mL滤液,取样测定原废水和各滤液的COD浓度,计算不同活性炭用量下COD的去除率.

    在室温条件下,分别准确称取10g活性炭依次放入5个锥形瓶中,加入150mL原水,在摇床内240r/min振荡吸附。每隔一定时间取出一个锥形瓶,用漏斗过滤,弃去zui初的20mL滤液,取样测定COD的浓度变化。

    1.3.3动态实验

    实验装置示意图见图1,装置由一个原水箱、一个转子流量计和三个串联的有机玻璃吸附柱组成,连接管为硬质塑管,所有阀门的材质为PVC。三个吸附柱上每间隔100mm加一取样孔(孔径为6~8mm)。

    煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及化学产品的过程,主要分为煤炭焦化、煤气化、煤气化合成氨、煤气化合成其他产品及直接液化等。煤化工企业用水量大,其排放的废水主要来源于煤炼焦、煤气净化及化工产品回收精制等过程。该类废水水量大,水质复杂,以酚和氨为主,并且含有大量的联苯、吡啶吲哚和喹啉等有毒污染物,毒性大,如不经过合理处置排入水体会对环境造成严重危害。

    目前主流的处理工艺主要是以活性污泥法为核心的三段法,包括物化预处理、生化处理和深度处理。活性污泥法具有技术成熟、运行成本低的优点,但是由于煤化工废水的水质特点,长达数天的水力停留时间仍不能有效去除难降解有机污染物,且占地过大从而使投资成本增加。同时由于废水水质水量波动很大,容易对生化系统造成冲击,破坏微生物群落结构,从而造成出水不能稳定达标。

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