成套无动力污水处理设备

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　放大实验结果表明,当处理水流量为0.091m3/h,停留时间为22min,活性炭填充量为12kg时,连续实验190h,COD去除率可达63%,与小试结果基本一致。实验过程前80h处理效果较好,随着时间延长,活性炭吸附容量逐渐接近饱和,COD去除率逐渐降低。

　　实验结果表明,对于株冶废水中和处理出水COD的去除,采用活性炭吸附法是可行的。目前还需进一步研究并优化技术参数,以实现工程化应用。

　　焦化废水是一种典型的有毒难降解有机废水，主要来自焦炉煤气初冷和焦化生产过程中的蒸汽冷凝废水以及生产用水。废水类别包括酚氰废水、剩余氨水、除尘废水等。酚氰废水是焦化废水中具有代表性的废水，主要来源于冷却粗煤气的直接冷却水以及冷却焦油加工、粗精苯加工过程中的蒸汽冷凝而成的分离水。酚氰废水的特点是水量大，成分复杂，水中主要包含酚、氰、硫化物和油类，一般与剩余氨水统称酚氰废水或者焦化废水。剩余氨水在焦化废水中水量zui大，主要来源于焦油氨水分离工序，含有高浓度的氨、酚、硫化物、氰及油类。除尘废水在炼焦生产过程中zui先产生，主要来源于备煤和煤炭加工工序，含有较高浓度的悬浮物及少量酚、氰等污染物。此外，一些其他废水也会在炼焦过程中产生，如脱硫废液来自煤气脱硫过程，煤气水封水来自管道水封过程，而化产加工废水来自焦油加工和粗苯加工过程。这些废水虽然水量较小，但是成分非常复杂，不仅COD(化学需氧量)值较高，而且水质与脱硫、化工工艺密切相关。其中，每生产1t焦炭大约产生蒸氨废水2.0m3，产生粗苯分离水0.08m3、终冷水排水0.5m3以及精苯车间废水0.022m3。

　　焦化废水生化出水是指经过常规方法预处理，再经生化处理后的出水。孙贤波等研究上海某焦化厂A2/O处理工艺的出水水质，发现铁氰络合物是焦化废水生化出水中总氰化物的主要存在形式，铁氰络合物对总氰指标的贡献率超过了90%。经生物流化床A2/O工艺处理后的出水中存在部分难降解成分，包括长链烃类、苯类、间甲苯酚等有机污染物，对微生物有严重的毒害作用。随着经济的发展，中国的焦化厂排放出大量焦化废水，使中国的水环境面临巨大挑战，水污染越来越严重。根据国家环境保护部和国家质量监督检验检疫总局于2012年6月27日发布的《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)要求，焦化废水2015年1月1日后执行新的排放标准。焦化废水生化出水的COD-Cr、氨氮和总氮等指标已经无法满足焦化废水新标准的排放要求，必须进行深度处理。本文叙述了焦化废水深度处理技术，分析了目前国内外焦化废水深度处理的工艺现状，并提出了焦化废水深度处理技术的发展趋势。

株冶是传统的铅锌冶炼企业,主要生产锌、铅、铜、镉、合金及硫酸等产品。在铅、锌冶炼工艺过程中产生大量含锌、铅、铜、镉、汞、砷等重金属的酸性污水,经石灰中和法处理后,重金属离子达到国家排放标准,但由于贵金属回收过程中有机萃取剂的使用,使废水中含有一定量的有机污染物,随着国家对环境污染防治和治理的力度加大,各种污染物的排放指标更为严格。2006年起,国家对废水中COD的排放实施总量控制与浓度控制相结合的方法。株冶废水COD含量为50～150mg/L,通过石灰中和处理可降至100mg/L以下,但由于总排水量大,导致COD的排放总量仍然较大,因此必须对废水进行深度处理,进一步降低COD。目前常规的处理工艺如混凝、沉淀和过滤等对有机物的去除率较低。活性碳具有发达的微孔结构和巨大的比表面积,是目前zui有效的吸附剂之一,用于废水的深度处理时,对色度和COD具有良好的去除效果。因此,实验采用活性炭吸附法对株冶废水进行了COD去除研究,得到了良好的效果。

　　实验原料

　　实验所用活性炭为粉末活性炭,实验用水为株冶重金属酸性废水经石灰中和处理后的出水。由于水样经长时间放置COD会自然降解,影响实验结果的准确性,因此每次实验水样均为当天所取临时样,COD含量在一定范围内变化。

　　实验步骤及工艺流程

　　取1000mL石灰中和处理出水,用硫酸调整pH值后加入一定量粉末活性炭,在磁力搅拌机上搅拌一定时间,过滤后检测滤液中COD含量。

　　分析及检测

　　COD采用重铬酸钾法测定。

　　实验结果与讨论

　　由于活性炭处理水所涉及的吸附过程和作用原理较为复杂,影响因素也较多。主要与活性炭的性质、水中污染物的性质、活性炭处理的过程原理以及选择的运转参数与操作条件有关。本研究主要从运转参数着手考察COD的去除效果。

　　小试实验结果表明,活性炭吸附处理株冶废水中和处理出水的适宜条件为:pH值为8.5,搅拌时间为0.5h,活性炭投加量为0.25g/L,温度为25℃,在此条件下,COD去除率为64.87%,出水水质稳定。

一般而言，制药废水的处理与脱色都是一起处理的，如朱雷等人的Eu掺杂ZnO光催化剂降解制药废水中用水热法将醋酸锌(Zn)和六水合硝酸铕(Eu)制成复合纳米棒光催化材料粉体，结合氢氧化钠沉淀剂来处理废水，结果表明，水热反应温度为160℃时，3%的Eu加上ZnO合成的复合纳米棒光催化材料效果较满意，时间为6h，波长为365nm处紫外灯光照射时间为150min是其脱色率达38.8%，COD的清除率达57.5%。单一的废水处理也同样可以使用复合脱色法，在肖玉峰的制药废水处理中使用了水力空化技术与臭氧氧化法。水力空化技术的原理是流体的压降现像在液体外部压力低于饱和蒸汽压的条件下会演变出一系列复杂的变化，变化过程大致如下产生压降现象后，流体中的气体会发生膨胀甚至溶出，当周围压力增大时，空化泡的体积会急剧减小甚至消失，在这一瞬间所产生的超大压强会使得其产生一系列反应，实验结果表明此法对COD的清除率为49.95%。