组合工艺对焦化废水的深度处理及设计

发布时间：2020-08-05 09:37

【摘要】：2015年1月1日起国家规定现有焦化企业都要执行《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171—2012)。在本研究中,对焦化废水生化出水分别进行混凝沉淀、类芬顿催化氧化和活性炭吸附单因素实验并确定最佳工艺条件。在混凝沉淀法实验中,考察混凝剂的种类、助凝剂PAM的投加量、废水pH和快速搅拌时的转速对去除效果的影响。在类芬顿法实验中,通过正交实验考察制备温度、制备时间、固液比、活性组分浓度对催化剂性能的影响。通过单因素实验,考察了催化剂的投加量、废水pH、催化氧化反应时间、H202投加量及催化剂的重复使用性对去除效果的影响。在活性炭吸附法实验中,考察废水pH、活性炭投加量、吸附时间及活性炭的再生对去除效果的影响。对比混凝-活性炭吸附法、活性炭吸附-混凝法、类芬顿-活性炭吸附法和活性炭吸附-类芬顿法的去除效果,选择合适的组合工艺作为深度处理工艺,并进行工艺设计。本研究主要得到如下结论：(1)在混凝沉淀法深度处理焦化废水实验中,确定了最佳工艺条件,即PAC投加量为400 mg/L,助凝剂PAM投加量为2mg/L,废水pH范围为8-9,快速搅拌的转速为300r/min。(2)通过三种不同活性组分正交实验结果的对比与分析,选择CuSO4作为浸渍活性炭的催化剂活性组分。(3)催化剂以活性炭为载体制备,结合制备过程中各参数的正交实验结果及四因子方差分析,得到制备的最佳条件：采用浸渍活性炭的活性组分CuSO4浓度为2mol/L,固液比控制为1：2.5,焙烧温度为300℃,焙烧时间为2 h时,制备的催化剂具有较好的催化性能；制备催化剂的四个主要因素对催化剂去除CODCr的影响大小依次为：活性组分浓度焙烧温度焙烧时间固液比。(4)在类芬顿法深度处理焦化废水实验中,确定了最佳工艺条件,即催化剂投加量为4 g/L,废水pH为6,催化氧化反应时间为50min, H2O2投加量为1700mg/L。(5)在活性炭吸附法深度处理焦化废水实验中,确定了最佳工艺条件,即pH为8-9,活性炭投加量为2 g/L,活性炭吸附时间为30 min。(6)对比混凝-活性炭吸附法、活性炭吸附-混凝法、类芬顿-活性炭吸附法和活性炭吸附.类芬顿法的去除效果,类芬顿-活性炭吸附法处理效果最好且出水满足要求。综上所述,选择类芬顿-活性炭吸附法为深度处理工艺。(7)根据实验结果和相关设计规范,通过水量比来设计构筑物及设备尺寸、催化剂和双氧水的投加量。焦化废水生化出水经过调节池、类芬顿反应器和活性炭吸附池处理,出水水质达标排放。焦化废水深度处理工程规模为180 m3/h,年总成本估算为470.8112万元。对比膜处理工艺,本研究中类芬顿-活性炭吸附工艺运行方式较为简单,人工操作较容易,不存在浓缩液处理问题,废水处理成本为2.99元/吨,具有一定的经济优势和应用价值。
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X784
【图文】：

投加量,去除效果,色度去除率,混凝剂

２瓜１混凝剂的选巧逡逑考察不同混凝剂对去除效果的影响。在该实验中，仅改变混凝剂的种类，逡逑实验结果如图２．１、图２．２和图２．３所示：逡逑５０邋Ｉ逦逦逦逦逦Ｉ逡逑ｆ——色度Ｉ逡逑４０邋－逦—＾巧巧逡逑■逦■邋Ａ邋ＣＯＤ逡逑１０－逡逑０逦１逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦＞逦Ｉ逡逑１００逦２００逦３００逦４００逦５００逦６００逦７００逡逑投化邋ｆｔ邋（ｍｇ／Ｌ）逡逑图２．１邋ＰＡＣ投加量对去除效果的影巧逡逑Ｆｉｇ，邋２．１邋Ｅｆｆｅｃｔ邋ｏｆ邋ＰＡＣ邋ｄｏｓａｇｅ邋ｏｎ邋ｒｅｍｏｖａｌ邋ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ逡逑由图２．１可知，当ＰＡＣ投加量为２００＾４００邋ｍｇ／Ｌ时，色度去除率上升；４００￣５００逡逑ｍｇ／Ｌ时，色度去除率变化较小；５００－６００邋ｍｇ／Ｌ时，色度去除率下降。当ＰＡＣ逡逑投加量为１００￣５００ｍｇ／Ｌ时，氨巧去除率上升；５００￣７００邋ｍｇ／Ｌ时，l氮去除率下逡逑降。当ＰＡＣ投加量为１００￣４００ｍｇ／Ｌ时，ＣＯＤｃｒ去除率上升；４００￣７００ｍｇ／Ｌ时，逡逑ＣＯＤｃｒ去除率下降。逡逑１８逡逑

去除效果,投加量,色度去除率,去除率

图２．２邋ＰＡＭ投加星对去除效果的影响逡逑Ｆｉｇ．邋２．２邋Ｅｆｆｅｃｔ邋ｏｆ邋ＰＡＭ邋ｄｏｓａｇｅ邋ｏｎ邋ｒｅｍｏｖａｌ邋ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ逡逑由图２．２可知，当ＰＡＭ投加量为３＾ｍｇ／Ｌ时，色度去除率上升；４￣５ｍｇ／Ｌ逡逑时，色度去除率下降。当ＰＡＭ投加量为ｍｇ／Ｌ时，氨氮去除率上升；４－６邋ｍｇ／Ｌ逡逑时，l氮去除率下降。当ＰＡＭ投加量为ｌ￣２ｍｇ／Ｌ时，ＣＯＤｃｒ去除率上升；２￣３逡逑ｍｇ／Ｌ时，ＣＯＤｃｒ去除率变化较小：３￣５ｍｇ／Ｌ时，ＣＯＤｃｒ去除率下降。逡逑５０邋Ｉ逦１逡逑Ｉ邋一■一色巧Ｉ逡逑４０邋．逦一？一女巧逡逑Ｉ－＾ｃｏｄＩ逡逑一邋Ｗ逦、、逡逑ｒｒ：邋一邋ｙ逦Ｖ＿逡逑１。－邋－一－又逡逑Ｑ邋Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逡逑０逦１００邋２００邋３００邋４００邋５００邋６００邋７００邋８００邋９００邋１０００１１００邋１２００邋１３００逡逑巧加童（ｍｇ／Ｌ）逡逑苗２．３邋ＰＦＳ投加皇对去除效果的影贿逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋Ｅｆｆｅｃｔ邋ｏｆ邋ＰＦＳ邋ｄｏｓａｇｅ邋ｏｎ邋ｒｅｍｏｖａｌ邋ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ逡逑由图２．３可知，当ＰＦＳ投加量为５０（Ｋ７００邋ｍｇ／Ｌ时，色度去除率上升；７００￣８００逡逑ｍｇ／Ｌ时，色度去除率变化较小；当ＰＦＳ投加量为８００￣９００邋ｍｇ／Ｌ时，色度去除逡逑率下降。当ＰＦＳ投加量为１００￣７００邋ｍｇ／Ｌ时，安巧去除率整体上升；７００￣１２００邋ｍｇ／Ｌ逡逑时，巧氮去除率下降。当阱Ｓ投加里为１００￣７００邋ｍｇ／Ｌ时，ＣＯＤ。去除率上升；逡逑７００￣８００ｍｇ／Ｌ时

投加量,去除效果

２．６．２邋ＰＡＭ投加量对去除效果的影响逡逑考察助凝剂ＰＡＭ的投加量对去除效果的影响。在该实验中，仅改变ＰＡＭ逡逑的投加量，实验结果如图２．４所示：逡逑５０邋Ｉ逦１逡逑Ｉ邋色度１逡逑４０邋．逦一巧巧逡逑Ｉ逦ｃｏｄＩ逦，逦■逦■逦■逡逑１０邋－逡逑０．５逦１．０逦１．５逦２．０逦Ｚ５逦３，０逡逑投化量（ｍ0Ａ＿）逡逑图２．４邋ＰＡＭ投加量对去除效果的巧响逡逑Ｆｉｇ．邋２．４邋Ｅｆｆｅｃｔ邋ｏｆ邋ＰＡＭ邋ｄｏ巧ｇｅ邋ｏｎ邋ｒｅｍｏｖａｌ邋ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ逡逑由图２．４可知，当ＰＡＣ的投加量为４００邋ｍｇ／Ｌ时，仅改变ＰＡＭ的投加童。逡逑当ＰＡＭ投加量为０．５￣１．５ｍｇ／Ｌ时，色度、l氮去除率上升；１．５￣３．０ｍｇ／Ｌ时，逡逑色度去除率变化不大，巧l#去除率下巧。当ＰＡＭ投加量为０．５？２．０邋ｍｇ／Ｌ时，ＣＯＤｃｒ逡逑去除率上升；２．０￣３．０ｍｇ／Ｌ时，ＣＯＤｃｒ去除率下降？逡逑综上所述，当ＰＡＣ投加量为最佳时，投加ＰＡＭ会起到助y剂的作用。这是逡逑２０逡逑

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