煤焦油加工废水的深度处理研究

发布时间：2019-10-26 21:15

【摘要】：煤焦油加工废水是一种难降解的工业废水,其生化出水的COD和NH3-N往往无法达标排放。使用粉末活性炭对煤焦油加工废水进行深度处理是解决其生化出水无法达标排放的一种方法,但由于对粉末活性炭的再生技术研究很少,其应用存在限制。因此,寻找经济技术可行的再生方法具有重要的理论和现实意义。本文利用粉末活性炭对煤焦油加工废水的生化出水进行吸附处理,以吸附前后废水的COD作为指标,评价粉末活性炭的处理效率,研究最佳吸附条件；对粉末活性炭进行等温式和吸附动力学模拟；研究饱和活性炭的最佳热再生条件,对饱和活性炭进行热分析实验研究。在实验的基础上,设计深度处理的工艺为二级逆流吸附,分析其经济可行性。以煤焦油加工废水的生化出水为研究对象,考察粉末活性炭投加量、吸附时间、溶液pH值、反应温度对废水COD去除效率的影响。结果表明：影响煤焦油加工废水COD去除率的主次因素依次为：活性炭投加量、反应时间、溶液pH及反应温度。最佳处理条件为：当活性炭投加量2 g·L-1,保持原水(生化出水)的pH值,在室温下反应30 min,处理后废水的COD为28.0 mg·L-1,去除率达至83.1%。对饱和粉末活性炭进行热再生研究,考察再生温度、再生时间对其再生吸附能力的影响,并研究再生次数对粉末活性炭再生效果的影响。结果表明：最佳再生条件为250℃加热30 min,此条件下活性炭第一次再生的再生效率为105.1%；经7次再生后,粉末活性炭的再生效率均在90%以上,具有良好的再生效果。粉末活性炭对煤焦油加工废水生化出水的吸附等温线符合Freundlich等温式；吸附动力学符合二级反应动力学模型,对COD的吸附容量随着温度的升高而降低说明此吸附过程主要是物理吸附而不是化学吸附。测定饱和粉末活性炭的热重-差热曲线。结果表明：粉末活性炭再生后吸附能力的恢复主要是因为污染物发生脱附行为,而不是发生分解。污染物发生脱附行为主要是在250-400℃区间,这与热再生的实验结果相符合。低温热再生粉末活性炭成立后,以粉末活性炭做吸附剂,采用二级逆流吸附工艺处理煤焦油加工废水的生化出水,处理后的COD能满足《山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》(DB37/599-2006)规定中COD排放标准。根据Freundlich吸附等温式中的相关参数,计算粉末活性炭对污染物的吸附量,求出第二级吸附应投加的新鲜粉末活性炭的量。将第一级吸附后的粉末活性炭用低温热再生方法进行再生后回用,重复使用7次。粗略计算,使用该工艺处理生化出水的成本约在4.38元/t废水。
【图文】：

煤焦油加工,粉末活性炭,废水生化,出水

逦－０．００５８０逦０．９７１逦０．００８Ｓ＞２逦１．８３６逦０．％２逡逑由图３－５可知，枿着温度的增加，粉末活性炭的吸附量略有降低，因此粉末逡逑活性炭对煤焦油加工废水生化出水的吸附是一个放热过程。根据表３－４，逡逑Ｌａｎｇｍｕｉｒ拟合中，ｑｍ是指粉末活性炭对ＣＯＤ的单层最大吸附量，其值为负，逡逑２０逡逑

粉末活性炭,吸附等温式,煤焦油,生化出水

吸附与Ｆｒｅｕｎｄｌｉ油公式的吻合较好。逡逑在３５邋°Ｃ下，对粉末活性炭对ＣＯＤ的吸附过程进行Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ等媪线线性回逡逑归处理，结果见图３－６。逡逑？邋４．５邋－１逦逡逑Ｃ逡逑—邋４０－逡逑ｙ邋＝邋２．８３７７Ｘ邋－邋９．４３３４逦＃逡逑３．５邋－逦Ｒ２邋＝邋０．９４４１逦Ｊ／逡逑３．０逦－逡逑：：逡逑１．５－逦＾逡逑１．０逦－逡逑０．５邋－逡逑０．０邋－Ｉ逦逦＊逦＊逦Ｌ逦逡逑３．０逦３．５逦４．０逦４．５逦５．０逡逑ＩｎＣｅ逡逑图３－６粉末活性炭吸附等温式拟合结果逡逑由图３－６可看出，，其斜率为２．８３７，相关系数为０．９４４，粉末活性炭对煤焦油逡逑加工废水生化出水的吸附与Ｆｒｅｕｎｄｌｉ化等温式具有较好的相关性。逡逑３．邋７吸附动力学逡逑采用２．５节中的实验方法，研究粉末活性炭对煤焦油加工废水的生化出水的逡逑吸附动力学特性，结果见图３－７。并分别采用Ｌａｇｅｒｇｒｅｎ邋—级动力学方程和二级逡逑动力学方程对粉末活性炭对煤焦油加工废水的生化出水的吸附动力学进行拟合。逡逑Ｌａｇｅｒｇｒｅｎ邋—级动力学方程：逡逑Ｉｎ邋（ｑｅ邋—邋ｑＯ邋＝邋Ｉｎｑｅ邋—邋ｋｉｔ逦（式邋３—５）逡逑拟二级动力学方程；逡逑ｔｉｔ逦、逡逑＾邋＝逦＋邋＾逦材邋３－６）逡逑２１逡逑
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X784

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