煤氣洗滌廢水中的酚類物質和氨氮元素去除方法分析

楊爽

摘 要：在煤氣化工行業中，對煤氣化廢水處理是一種技術含量較高且工序復雜的技術，它的水質構成成分含有多種化學物質，包括COD、酚類、油以及氨氮等等，對于這些物質的去除是廢水處理的關鍵，據此本文就對煤氣洗滌廢水中的酚類物質和氨氮元素去除方法進行了分析，對它的去除工藝和技術方法進行了介紹。

關鍵詞：煤氣洗滌廢水；酚類物質；氨氮元素；去除法

1 煤氣洗滌廢水的水質采樣

本實驗中從某化學工廠的生產中進行水樣采集，經過檢測可知水質的構成成分如下：

1.1 實驗的準備工作 該實驗中試劑部分采用的是樹脂NDA99，脫氮劑是DN-17，其它試劑是分析純；儀器設備有THZ-C恒溫振蕩器、BT01-100蘭格蠕動泵、玻璃柱、PHS-25數顯pH計、722光柵分光光度計以及Helios Beta紫外-可見光光度計等。

1.2 實驗分析的基本方法 本次實驗中，對于不同成分的分析方法是不一樣的，具體選擇時需要考慮到物質成分的自身特殊性，對于COD來說，分析法是重絡酸鉀法；對于揮發酚的分析法是4-氨基安替比林法；對于總酚的分析方法是溴化滴定法[1]；對于氨氮的分析方法是以納氏試劑分光光度法為主，而對于BOD5分析則是采用稀釋接種法為主。

2 酚類物質去除

先對廢水進行預處理，采用濃H2SO4把原廢水的pH值調整為4，經過靜置后進行過濾處理，直到出現棕紅色濾液，這一濾液就是樹脂吸附上柱液。

2.1 樹脂動態吸附實驗 在常溫狀態下，上柱液會有一定量流經裝有10mL樹脂的吸附柱，對吸附出水各個級分的COD值進行準確測定，并以此作為動態吸附曲線，從中選擇出最適當的吸附工藝。

2.2 樹脂動態脫附實驗 在保證溫度和流量恒定的基礎上，采用給定濃度的NaOH溶液來完成對處于吸附飽和狀態的樹脂進行脫附實驗，進而得到最佳的脫附條件。

3 氨氮元素的去除實驗

3.1 動態脫氮實驗 在常溫狀態下，吸附出的水會按照一定量流經裝有10mL脫氮劑DN-17的吸附柱，對脫氮出水不同級分的氨氮質量濃度進行準確測定，得到流量和處理量對氨氮去除效果的影響，最后選擇最為合適的氨氮去除工藝的參數信息。

3.2 脫氮劑的再生實驗 利用不同的再生劑，在流量既定的情況下，對脫氮已經達到穿透點的DN-17進行再生實驗，進而確定出再生工藝所需的最佳條件。

4 吸附樹脂去除酚類物質的實驗結果

4.1 動態吸附實驗的結果

對常溫狀態下三種不同流量對于樹脂NDA99處理的效果進行考察，考察的結果如圖1所示。流量越慢其對于樹脂的吸附就越有利，流量慢的話有助于酚在樹脂表明和孔道內的擴散。

實際上流量為3BV/h和5BV/h兩者的吸附效果沒有較大差別（BV為床層的體積），因此本次實驗采用5BV/h。如果量在40BV以上時，吸附出水COD會迅速上升，所以處理量為40BV時，吸附出水的顏色為透明，揮發酚質量濃度是在5mg/L以下，去除率在98%以上，總的酚質量濃度在70mg/L以下，總的去除率是90%以上。

4.2 動態脫附實驗的結果 流量為1BV/h，溫度為60℃的狀態下來對不同脫附劑組合對脫附效果的影響進行比較，根據比較的結果確定以1BV8%NaOH+1BV4%NaOH+3BVH2O來作為脫附劑，在這種條件下，樹脂的脫附率基本上達到了100%。濃度較高的脫附液經過調酸、萃取可以回收粗酚，而濃度較低的脫附液可以直接用于下一次的脫附使用。

5 脫氮劑去除氨氮元素的實驗結果

5.1 靜態去除氨氮的結果 對于pH值為2、3、4.7、5、6、7、8時的脫氮劑DN-17對氨氮的去除效果分析可以知道，在pH值為4.75時，脫氮劑對氨氮的去除效果是最為明顯的，效果最好，此時適當的降低pH值不會對氨氮的去除效果帶來較大影響，但是，一旦pH值升高的話，就會對氨氮的去除效果造成很大影響，分析其原因主要是因為pH值升高的話，會對脫氮劑DN-17上的酸性基團和氨之間的Lewis酸堿作用造成不利影響，如圖2所示。

5.2 動態去除氨氮的效果 通過實際實驗可知，在實驗室中所選定的三種流量，一旦流量增大就會對DN-17的脫氮效果造成影響。如果處理量的每一批次為15BV的話，那么三種流量下的脫氮出水氨氮平均質量濃度就會明顯低于15mg/L，甚至于以下，氨氮的最終去除率在98%以上，基于此，在處理量每批次為15BV時并得到確認之后，對于它的流量大小選定就要以10BV/h為主。

6 總結

煤氣洗滌廢水是化學工廠生產后產生的一種廢水，對于它的排放需要進行有害物質的去除，減少其可能對人們的人身健康以及周圍環境的影響。本實驗中以樹脂NDA99為主去除酚，對于氨氮元素的去除則是以脫氮劑DN-17為主，脫氮效果也很好，但是具體應用時需要把握好應用的條件。

參考文獻：

[1]婁小麗，靳樹彬.煤氣化廢水中氨氮的去除[J].華人時刊（下旬刊），2014（11）：110-110.