Fenton氧化混凝沉淀法處理焦化廢水研究

1、··18水科學與工程技術2009年第1期Fenton氧化混凝沉淀法處理焦化廢水研究陳勁松，文一波，王凱，李天增（北京桑德環(huán)保集團，北京101102）摘要：采用Fenton試劑氧化聯(lián)合混凝沉淀法處理焦化廢水生化處理二沉池出水，考察了COD去除效果及經濟性，提出了適宜的反應條件。濃度為30%的H2O2投加量為400mg/L，F(xiàn)e2+/H2O2（摩爾比）為15，反應時間為0.5h，pH值為3，PAC投加量為100mg/L。試驗結果表明焦化廢水COD去除率為70.6%，出水COD濃度達到GB8978-1996國家污水綜合排放標準一級，處理成本相對較低，具有工程實際應用可行性。關鍵詞

2、：Fenton氧化；焦化廢水；混凝中圖分類號：X703.1文獻標識碼：A文章編號：1672-9900（2009）-01-0018-03Studyoncoke-plantwastewatertreatmentbyFentonoxidation-coagulationprecipitationmethodCHENJin-song，WENYi-bo，WANGKai，LITian-zeng（BeijingSoundEnvironmentalProtectionGroup，Beijing101102，China）經生化處理后的焦化廢水含有如吲哚、咔唑、喹啉等多種難生物降解的芳香族化合物收稿日期2009-

3、01-14基金項目北京市優(yōu)秀人才培養(yǎng)資助項目（20071D0900500324）12處理出水CODCr偏高的主要原因，需要通過物理化學方法才能有效去除。隨著排放標準的日趨嚴格，芬頓（Fenton）試劑氧化法作，這些污染物的存在是造成生化!環(huán)境充足的硝酸鹽是保證反硝化除磷反應順利進行的必要條件，控制較好的運行條件AAO系統(tǒng)能夠實現(xiàn)穩(wěn)定的反硝化除磷，達到良好的脫氮和除磷效果。聚磷菌組成的劃分結果表明，AAO與AO系統(tǒng)中DPB數(shù)量占聚磷菌總量的比例約為46%和23%，AAO系統(tǒng)缺氧池的設置為反硝化聚磷菌的生長富集創(chuàng)造了必要條件。AAO系統(tǒng)DPB構成中，PON和PONn約占總量的35%和65%。而AO

4、系統(tǒng)DPB構成中，PON和PONn約占總量的13%和87%。去除相同數(shù)量的磷酸鹽AO污泥比AAO污泥需要消耗更多的PHB。參考文獻：1NgWJ，OngSL，HuJY.Denitrifyingphosphorusremovalby給水排水，2003，19（3）：8-10.6王曉蓮，王淑瑩，馬勇，等.A2O工藝中反硝化除磷及過量曝氣對生物除磷的影響J.化工學報，2005，56（8）：1565-1570.7羅固源，張瑞雪，王丹云，等.SUFR系統(tǒng)進水COD濃度對反硝化除磷的影響J.重慶大學學報（自然科學版），2005，28（1）：121-125.8HuJY，OngSL，NgWJ，etal.Anewm

5、ethodforcharacterizingdenitrifyingphosphorusremovalbacteriabyusingthreedifferenttypesofelectronacceptorsJ.WatRes，2003，37：3463-3471.9WachtmeisterA，KubaT，vanLoosdrechtMCM，etal.Asludgecharacterizationassayforaerobicanddenitrifyingphosphorusremov-ingsludgeJ.WatRes，1997，31（3）：471-478.10MeinholdJ，F(xiàn)ilipeCD

6、M，DaiggerGT，etal.CharacterizationoftheanaerobicanoxicsequencingbatchreactorJ.WaterScienceandTechnology，2001，144（1）：187-194.2丁彩娟，吉芳英，高小平，等.AASBR中PHB轉化與反硝化吸磷的關系研究J.重慶建筑大學學報，2005，27（3）：80-84.3李永智，彭永臻，王淑瀅.厭氧缺氧SBR反硝化除磷效能的研究J.環(huán)境污染治理技術與設備，2003，4（6）：9-12.4羅固源，羅寧，吉方英.新型雙泥生物反硝化除磷脫氮工藝J.中國給水排水，2002，18（9）：4-7.5楊

7、永哲，林燕，袁林江，等.反硝化聚磷的誘導效果試驗J.中國denitrifyingfractionofphosphateaccumulatingorganismsinbiologi-calphosphateremovalJ.WatSciTech，1999，39（1）：31-42.11國家環(huán)保局水和廢水監(jiān)測分析方法委員會編.水和廢水監(jiān)測分析方法（第三版）M.北京：中國環(huán)境科學出版社，1989.12王愛杰，吳麗紅，任南琪，等.亞硝酸鹽為電子受體反硝化除磷工藝的可行性J.中國環(huán)境科學，2005，25（5）：515-518.13JensPeter，Keren-Jespersen，MogensHenze，

8、eta1.Biologicalphos-phorusreleaseanduptakeunderalternationanaerobicandanoxicconditionsinafixed-filmreactorJ.WatRes，1993，27（4）：617-624.2009年第1期陳勁松，文一波，王凱，等：Fenton氧化混凝沉淀法處理焦化廢水研究水科學與工程技術·19·為有效去除難降解有機污染物的方法屢見報道3，本文以焦化廢水生化處理二沉池出水為研究對象，以Fenton試劑為氧化劑氧化焦化廢水，重點考察Fenton試劑處理焦化廢水的可行性。高，初始時便與H2O2迅速反應

9、產生大量·OH，部分·OH未來得及與有機物反應便發(fā)生羥基自由基自身合成過氧化氫的副反應，導致了H2O2利用率下降。另外，由于Fe2+與·OH作用而使·OH濃度降低，導致處理效率下降。所以氧化試驗用焦化廢水的Fenton反應體系存在一個比較合適的Fe2+/H2O2值，其比值為1416。11.1試驗部分試驗水樣及試劑試驗水樣取自某焦化廠廢水處理工程二沉池出水，主要水質指標見表1。項目生化出水水質指標CODCrNH3-N揮發(fā)酚pH值/（mg/L）/（mg/L）/（mg/L）表11502000.52.0<0.5150.5SS/（mg/L）GB8978-19

10、96（一級）100試驗所用藥劑為試劑級分析純的有H2O2溶液（30%），濃硫酸，NaOH硫酸亞鐵FeSO4·7H2O。工業(yè)級的有M180、PFS、PAC、PAM。表中可看出，生化系統(tǒng)二沉池出水中氨氮、揮發(fā)酚、pH值及SS達到了國家污水綜合排放標準的一級標準，COD出水指標未能達標。圖2表明，H2O2投加量較少時，隨H2O2投加量的增加，焦化廢水COD去除率增加。但COD去除率并非隨H2O2投加量的成倍增加而成倍提高，當H2O2投加量增加至400mg/L后，COD去除率增速平緩，當H2O2投加量達到800mg/L以后，COD去除率基本穩(wěn)定。由于在H2O2質量濃度較低時增加H2O2投加量

11、，生成的·OH迅速與有機物反應，COD去除率上升較快；而在H2O2投加量較多時，H2O2本身與沒有及時與有機物反應的·OH反應，造成·OH的急劇減小，因此過量的H2O2對芬頓試劑所起的氧化作用存在不利影響。1.2工藝流程及實驗方法實驗工藝流程生化二沉池出水圖1Fenton氧化混凝劑藎出水工藝流程示意圖采用靜態(tài)試驗進行Fenton氧化，取生化處理二沉池出水200mL，在PHS-25C型酸度計上用H2SO4或NaOH調節(jié)pH值，向溶液中加入一定量的FeSO4·7H2O和H2O2，迅速混合，攪拌反應30min，沉淀1h，取上清液進行檢測?；炷龑嶒炄∫欢縁en

12、ton氧化處理的廢水，調節(jié)pH值至中性，加入一定量的混凝劑，在JJ-4六聯(lián)電動攪拌機上以pH值為3時，考察反應時間對COD去除率的影響。圖3表明，反應時間的延長可提高COD去除率，前30min的反應速率很快，30min后，反應速度減慢，但COD去除率仍在升高。當反應時間為2h時，COD的去除率可以達到62%。但考慮處理效果和經濟性，選擇反應時間為30min。150r/min轉速攪拌1min，然后以50r/min攪拌5min，靜置沉降30min，取上清液檢測COD。2.2混凝沉淀試驗2.1實驗結果分析Fenton氧化實驗Fe2+/H2O2（摩爾比）對焦化廢水COD去除率的影響實驗中固定H2O2投

13、加量約為COD濃度的2倍的量投加，即焦化廢水經Fenton試劑催化氧化后，溶液渾濁，懸浮物濃度高，膠態(tài)氫氧化鐵不易沉淀，若不進行混凝沉降，則出水中含有SS，膠態(tài)氫氧化鐵所吸附的有機物會造成出水COD偏大，因此Fenton試劑氧化后需要進行混凝沉淀試驗。反應時間為5min，反應溫度為27，混凝試驗結果見表3。為400mg/L，取二沉池出水并調其pH=345，反應時間為30min，二沉池出水COD為227.4mg/L，反應溫度為27，不同F(xiàn)e2+/H2O2與焦化廢水COD去除率的關系見表2。由表1可知，隨著Fe2+升高，COD的去除率逐漸升高，F(xiàn)e2+/H2O2表2Fe2+/H2O2對COD去除率

14、的影響COD去除率/%為15時，廢水中的COD去除率最大，F(xiàn)e進一步升2+經氧化后的廢水投加混凝劑，懸浮物沉淀完全。由表2可知，懸浮物含有與吸附的有機物得以有效去除，COD的去除率不容忽視，無機混凝劑的投加量以100mg/L為宜，PAM的投加量為1mg/L為宜。考察經濟因素，混凝劑選用PAC較好。Fe2+/H2O2116110181514高，F(xiàn)e/H2O2的值大于152+時，COD的去除率反而下降，這是因Fenton反應機理得知6:若Fe2+投加量越小，越不利于初始時·OH的產生；但是如果催化劑Fe2+過3經濟分析實驗結果表明，F(xiàn)enton氧化處理焦化廢水生化系統(tǒng)二沉·&#

15、183;20水科學與工程技術2009年第1期小城鎮(zhèn)污水無害化資源化處理技術及應用張麗1，姜瑞雪2（1.泰山職業(yè)技術學院建筑工程系，山東泰安271000；2.山東農業(yè)大學水利土木工程學院，山東泰安271018）摘要：小城鎮(zhèn)在我國可持續(xù)發(fā)展中的作用越來越大，同時小城鎮(zhèn)的水環(huán)境惡化越來越嚴重，文中在針對小城鎮(zhèn)污水特點的基礎上，考慮小城鎮(zhèn)經濟水平不高的實際，提出了適宜小城鎮(zhèn)的經濟、高效、節(jié)能和簡便易行的水污染控制技術。建議對小城鎮(zhèn)污水無害化處理后進行農業(yè)灌溉，實現(xiàn)了小城鎮(zhèn)尺度下水體的良性循環(huán)和水資源的可持續(xù)發(fā)展。關鍵詞：小城鎮(zhèn)；生態(tài)處理；化學強化一級處理；曝氣生物濾池；農業(yè)灌溉；資源化中圖分類號：S2

16、73.5文獻標識碼：A文章編號：1672-9900（2009）01-0020-04AdiscussionontreatmenttechnologiesandapplicationsforsewageharmlessnessandresourcefulnessinsmalltownsZHANGLi1，JIANGRui-xue2（1.ArchitectureEngineeringCollege，TaishanPolytechnic，Tai'an271000,China；2.ShandongAgriculturalUniversity，CollegeofWaterConservancyand

17、CivilEngineering，Tai'an271018,China）Abstract：Smalltownsplayanincreasingroleinthestrategyofsustainabledevelopmentofourcountry，atthesametimetheaquaticenvironmentbecomesworsebadly，basedonthecharacteristicofsewage，takeintoaccountthelowlevelecno-my，itwasgivenseveralwaterpollutioncontroltechnologieswh

18、ichwereecnomic，efficiency，saving，convenient.Itwasad-visedthatthesewagereuseforagricultureirrigationafteraharmlesstreatmentwouldachievebenigncirculationandsus-tainabledevelopmentofwaterresourcesinsmalltowns.Keywords：smalltowns；ecologicaltreatment；chemicalenhancedprimarytreatment；biologicalaeratedfilt

19、er；agricultureirrigation；resourcefulness水資源短缺和水環(huán)境污染已成為制約我國當前小城鎮(zhèn)社會、經濟和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要因素。隨著小城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的快速發(fā)展，水污染正從城市擴大到農村，局部地區(qū)擴收稿日期2008-09-23大范圍更大，從流域的一部分擴大到全流域，從點源擴大到面源，面源污染問題日益嚴重。隨著國家對大中城市污水排放控制的加強，污染嚴重的池出水的較好反應條件為：H2O2投加量為400mg/L，F(xiàn)eSO4·7H2O的投加量為PFSPAM混凝沉淀后，出水COD濃度為6070mg/L，出水COD濃度符合國家污水綜合排放一級標準?？梢姴捎肍

20、enton試劑氧化聯(lián)合混凝沉淀處理的方法是有·效的。當前濃度為30%的工業(yè)用H2O2價格為1400元/t，F(xiàn)eSO47H2O價格為450元/t，PAC價格為1500元/t，98%濃硫酸價格為1200元/t，工業(yè)片堿價格為3200元/t，則噸水處理藥劑費用為2.25元。目前焦化污水處理廠的混凝處理工藝M180藥劑處理成本為3元/t，因此本試驗所采用的處理工藝存在降低處理成本的工程替代技術應用的可行性?；炷囼炁c藥劑費濃度COD去除率藥劑費混凝劑/（mg/L）/%/（元/t）表3!加量為196.3mg/L，反應時間為0.5h，pH值為3，PAC投加量為一級標準。（2）對所取焦化廢水采用Fenton氧化混凝沉淀處理的藥劑廢用約為2.25元/t，低于當前運行的焦化污水處理廠廢水深度處理成本，經濟性