吸附法處理焦化廢水的研究

王 婷，擺玉龍，王 維

（新疆化工設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，新疆烏魯木齊 830000）

1 概述

焦化廢水是煤高溫裂解得到煤氣和焦炭并在生產(chǎn)過程中回收加工焦油等副產(chǎn)品的過程中產(chǎn)生的。焦化廢水所含污染物可分為無機(jī)和有機(jī)兩類。無機(jī)物質(zhì)一般是以銨鹽的形式存在；有機(jī)物質(zhì)主要以酚類化合物為主，另外還有雜環(huán)類化合物，包括二氮雜苯、氮雜苊、氮雜菲、吡啶、喹啉、吲哚等[1-4]。若這類廢水超標(biāo)排放，不僅會(huì)使周圍的水體、土壤等產(chǎn)生較大的危害，另外也會(huì)通過食物鏈對(duì)人體產(chǎn)生毒害作用[5-8]。

目前，焦化廢水通常采用生化法工藝去除CODCr和氨氮[9-10]，包括傳統(tǒng)活性污泥法[1]，A/O工藝、A2/O工藝、SBR工藝等，但處理效果受污水的化學(xué)性質(zhì)、pH、水溫、水力停留時(shí)間等因素影響較大。其次，還有利用化學(xué)法和物理化學(xué)法處理焦化廢水，但成本較高。

本研究采用吸附法，將污染物從廢水中吸附到吸附劑上，達(dá)到去除的目的。吸附法是有效的去除有機(jī)物及脫色的技術(shù)，國(guó)內(nèi)對(duì)吸附法處理廢水的研究較多[11]，采用的吸附劑種類也較多[3，12]，常用的吸附劑為活性炭、粉煤灰和焦炭等。本文主要通過研究吸附劑種類、吸附劑投加量對(duì)出水CODCr去除率、色度去除率，濁度去除率等的影響，篩選經(jīng)濟(jì)適用的吸附劑，從而為焦化廢水的治理提供新的技術(shù)途徑和理論依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 儀器與試劑

儀器：PL403電子天平；磁力攪拌器；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱；化學(xué)耗氧量測(cè)試儀；濁度儀。

試劑：粉末活性炭；粉煤灰；濃硫酸；硫酸銀；重鉻酸鉀；

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1 粉煤灰作吸附劑

在錐形瓶中移取50mL焦化廢水，分別加入廢水質(zhì)量的5%、10%、15%、20%、25%、30%的粉煤灰。室溫條件下，攪拌60min，處理完畢后，將水樣過濾收集，分析濾液的CODCr、色度，濁度等。

2.2.2 粉煤灰-1%粉末活性炭混合物作吸附劑

在錐形瓶中移取50mL焦化廢水，分別加入粉煤灰-粉末活性炭混合吸附劑。粉末活性炭用量為廢水量的1%，粉煤灰用量為廢水質(zhì)量的5%、10%、15%、20%、25%、30%。室溫條件下，攪拌60min，處理完畢后，將水樣過濾收集，分析濾液的CODCr、色度，濁度等。

2.2.3 粉煤灰-2%粉末活性炭混合物作吸附劑

在錐形瓶中移取50mL焦化廢水，分別加入粉煤灰-粉末活性炭混合吸附劑。粉末活性炭用量為廢水量的2%，粉煤灰用量為廢水量的5%、10%、15%、20%、25%、30%。室溫條件下，攪拌60min，處理完畢后，將水樣過濾收集，分析濾液的CODCr、色度，濁度等。

2.3 分析方法

COD：重鉻酸鉀法；

濁度：濁度儀；

色度：稀釋倍數(shù)法。

3 結(jié)果與討論

3.1 粉煤灰對(duì)焦化廢水COD去除率、色度去除率的影響

圖1 粉煤灰做吸附劑，COD、色調(diào)去除率

由圖1可以看出，改變粉煤灰投加量，隨著吸附劑投加量的增加，焦化廢水原水中COD去除率、色度去除率逐漸增大，當(dāng)吸附劑用量達(dá)到25%時(shí)，廢水中COD的去除率和色度去除率不再明顯變化，粉煤灰吸附已達(dá)到飽和。但是，從圖中數(shù)據(jù)可以看出，粉煤灰作吸附劑處理焦化廢水離處理要求還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

圖2 粉煤灰-1%粉末活性炭混合吸附劑處理效果

3.2 粉煤灰-粉末活性炭混合吸附劑對(duì)焦化廢水COD去除率、色度去除率的影響

粉煤灰-粉末活性炭混合吸附劑處理效果見圖2～圖3。

圖3 粉煤灰-2%粉末活性炭混合吸附劑處理效果

由圖2、圖3可知，粉煤灰-粉末活性炭混合吸附處理效果明顯好于粉煤灰。其中，COD去除率最高可達(dá)86.93%，色度的去除率最高可達(dá)80.19%。當(dāng)吸附劑用量為20%時(shí)，COD去除率、色度去除率增幅逐漸變緩，綜合考慮去除效果和經(jīng)濟(jì)性，粉末活性炭，粉煤灰最佳配比為1∶20。

4 結(jié)論

綜合分析，粉煤灰的沉淀和過濾只能對(duì)吸附起補(bǔ)充作用，不能替代吸附的主導(dǎo)地位。但是，粉煤灰作為我國(guó)當(dāng)前排放量最大的工業(yè)廢渣之一，與活性炭結(jié)合處理焦化廢水能實(shí)現(xiàn)以廢治廢，對(duì)節(jié)能減排、綠色化工等方面的研究有一定的參考價(jià)值。