【文章內容簡介】 廢水中的污染物且能耗低，有著很大的發(fā)展?jié)摿?。但是有時也會產(chǎn)生一些有害的光化學產(chǎn)物，造成二次污染。由于光催化降解是基于體系對光能的吸收，因此，要求體系具有良好的透光性。 電化學 水處理技術的基本原理是使污染物在電極上發(fā)生直接電化學反應或利用電極表面產(chǎn)生的強氧化性活性物質使污染物發(fā)生氧化還原轉變。目前的研究表明，電化學氧化法氧化能力強、工藝簡單、不產(chǎn)生二次污染，是一種前景比較廣闊的廢水處理技術。 化學混凝和絮凝是用來處理廢水中自然沉淀法難以沉淀去除的細小懸浮物及膠體微粒，以降低廢水的濁度和色度，混凝法的關鍵在于混凝劑。目前一般采用聚合硫酸鐵作混凝劑 ,對 CODcr 的去除效果較好 ,但對色度、 F的去除效果較差。浙江大學環(huán)境研究所盧建航等針對上海寶鋼集團的焦化廢水，開 發(fā)了一種專用混凝劑。實驗結果發(fā)現(xiàn)：混凝劑最佳有效投加量為 300 mg/L，最佳混凝 pH 范圍為 ~； 混凝劑對焦化廢水中的 CODCr、 F、色度及總 CN 都有很高的去除率 ,去除效果受水質波動的影響較小，混凝 pH 對各指標的去除效果有較大的影響。絮凝劑在廢水中與有機膠質微粒進行迅速的混凝、吸附與附聚，可以使焦化廢水深度處理取得更好的效果。馬應歌等在相同條件下用 3 種常用的聚硅酸鹽類絮凝劑 (PASS,PZSS,PFSC)和高鐵酸鈉 (Na2FeO4)處理焦化廢水 ,實驗結果表明 ,高鐵酸鈉具有優(yōu)異的脫色功能，優(yōu)良的 COD 去除、濁度脫除性能，形成的絮凝體顆粒小、數(shù)量少、沉降速度快、且不形成二次污染。 物理處理法 【 5】 物理處理法中常用的為吸附法。 作為一種廢水處理技術，吸附法能有效去除廢水中的污染物。吸附法是利用吸附劑的強吸附能力和大比表面積，將水中的雜質吸附，從而達到使水凈化的目的。目前常用的吸附劑有活性炭、粉煤灰、膨潤土、沸石、樹脂等。 遼寧科技大學畢業(yè)設計（論文） 第 7 頁 活性炭孔隙結構發(fā)達、化學性質穩(wěn)定、耐強酸堿、耐高溫、具有良好的吸附性能，是一種常用的吸附劑。 活性炭具有良好的吸附性能和穩(wěn)定的化學性質，是最常用的一種吸附劑?；钚蕴课椒ㄟm用 于廢水的深度處理。但是，由于活性炭再生系統(tǒng)操作難度大，裝置運行費用高，在焦化廢水處理中未得到推廣使用。 本研究的的目的及意義 在焦化廢水處理中，根據(jù)目前的焦化廢水的處理現(xiàn)狀， 可以發(fā)現(xiàn)大多數(shù)企業(yè)二級生化出水中污染物指標仍然很高，尤其是 COD 和色度，遠遠超過《污水綜合處理標準》 （ GB89781996） 一級 要求。主要 表現(xiàn)在焦化廢水成分復雜且色度、COD 很高，嚴重影響到焦化廢水的回用，因此需要對二級生化出水進行深度處理?；炷恋硎浅Ｓ玫囊环N處理方法， 常用的混凝材料有無機混凝劑、有機混凝劑以及粘土礦物 等。而在實際應用中，有機 藥劑對焦化廢水的深度處理效果好，見效快，但成本高，制備繁瑣，不穩(wěn)定。而無機藥劑成本低，制備簡單，但對廢水的處理效果一般，見效慢。因此本實驗采取有機無機混合方法對焦化廢水進行深度處理，使其達到見效快、處理好、成本低等等。近年來， 有機無機混合絮凝劑在環(huán)境工程領域內的應用范圍不斷增加，并成為國內外眾多學者的研究熱點。 本文采用天然粘土類礦物（蒙脫石）和合成絮凝劑（雙氰胺改性絮凝劑、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺），研究其對焦化廢水生化出水脫色和去除 COD的影響，主要內容包括：蒙脫石對焦化廢水脫色 和去除 COD的影響； 雙氰胺改性絮凝劑 對焦化廢水脫色和去除 COD的影響；蒙脫石、 雙氰胺改性絮凝劑 、 聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺復配最佳條件研究。 通過本項研究提高焦化廢水深度處理的途徑與技術，為蒙脫石和有機混合絮凝劑在環(huán)境領域的開發(fā)應用提供基礎數(shù)據(jù)。 實驗材料及方法 實驗材料 焦化廢水 本實驗所處理的某焦化廠生化二級處理出水，顏色為橙色。具體理化指標見表 。 遼寧科技大學畢業(yè)設計（論文） 第 8 頁 表 焦化廢水指標 指標 COD（ mg/L） 色度 （倍） pH NH3N 焦化廢水 180 250 69 0 注： pH 值無量綱 表 《污水綜合排放標準》 GB89781996 標準 COD（ mg/L） 色度（倍） 一級標準 100 80 實驗原料及儀器 實驗原料 1．膨潤土： 是以 蒙脫石 為主的含水粘土礦。 其性質主要取決于蒙脫石的屬性和相對含量，通常蒙脫石含量大于 60 %。蒙脫石的化學式可表示為：Al2O34SiO2nH2O。蒙脫石礦物的晶體結構是由兩層硅氧四面體中間夾一層鋁氫氧八面體組成，四面體和八面體由共用的氧原子聯(lián)結，如圖 所示 ， 蒙脫石為2： 1 型粘土礦物。由于蒙脫石晶胞間由氧層與氧層相對之間的作用力是很弱的分子力，這使得水分子容易進入晶胞間從而產(chǎn)生膨脹，同時晶胞間吸附有大量的不同種類與數(shù)量的陽離子，這些陽離子對膨潤土的性質有很大的影響，因此根據(jù)吸附陽離子的類型將膨潤土分為鈣基膨潤土、鈉基膨潤土及有機膨潤土等。由于膨潤土的吸水、膨脹及吸附等性質，膨潤土被廣泛應用于工業(yè)中，如防滲材料、污水處理材料等。近幾十年，膨潤土也開始應用于污染土地的修復中，特別是含有有機污染物及重金屬的場地修復。 遼寧科技大學畢業(yè)設計（論文） 第 9 頁 圖 蒙脫石礦物晶體結構示意圖 2．雙氰胺：分子式為 C2H4N4。分析純，含量 為 %， 白色棱形結晶性粉末，不可燃。 3． 氯化銨 ： 分子式為 NH4Cl。分析純，含量全 %。氯化銨為無色結晶或白色結晶性粉末；無臭，味咸、涼；有引濕性。在水中易溶，在乙醇中微溶。 4． 甲醛 ： 分子式為 HCHO。分析純，含量二 %~%。 5． 聚合氯化鋁 (PAC)： 是一種無機高分子混凝劑 ,多羥基，多核絡合體的陽離子型無機高分子絮凝劑，固體產(chǎn)品外觀為黃色或白色固體粉末，其化學分子式為 Al2(OH)nCl6nm.(式中， 1≤n≤5,m≤10)，且易溶于水，有較強的架橋吸附性，在水解過程中伴隨電化學，凝聚，吸附和沉淀等物理化變化，最終生成Al2(OH)3(OH)3,從而達到凈化目的。 遼寧科技大學畢業(yè)設計（論文） 第 10 頁 6． 聚丙烯酰胺（ Polyscrylamide）簡稱 PAM： 分陽離子、陰離子型、非離子型，分子量從 4002020 萬之間，產(chǎn)品外觀為白色粉末，易 溶于水，溫度超過 120℃ 時易分解。聚丙烯酰胺是一種合成高分子絮凝劑，俗稱西伯朗。屬于聚合電解質。它是目前鈾水冶廠浸出礦漿的固液分離過程 (如逆流傾析 洗滌過程 )中廣泛使用的絮凝劑，目的在于改善礦漿的澄清、沉降和過濾性能 ， 適應的源水 范圍均可凝聚 。 本試驗中采用的是陽離子型 聚丙烯酰胺 。 7．氫氧化鈣： 氫氧化鈣是一種白色粉末狀固體。又名消石灰。氫氧化鈣具有堿的通性 。 實驗儀器 表 實驗儀器 儀器名稱 儀器規(guī)格 生產(chǎn)廠家 分光光度計 7230G 上海精科 pH 計 pHS25 型 上海雷磁儀器廠 電子天平 ES1204 沈陽龍騰電子稱量儀器有限公司 COD 回流裝置 — 實驗室專用 水質分析方法 ： (1) pH 值 pH 值：玻璃電極法 (2) CODCr：重鉻酸鉀法 計算公式： CODcr=(V0V1)C81000/V2 (21) C—硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度（ mg/l） V0—空白消耗硫酸亞鐵銨標準溶液的體積（ ml） V1—水樣消耗硫 酸亞鐵銨標準溶液的體積（ ml） V2—水樣體積（ ml） (3) CODCr 去除率： 遼寧科技大學畢業(yè)設計（論文） 第 11 頁 %100CO D 0 10Cr ??? CO DCO DCO D去除率 (22) 其中： COD0—為染料廢水原液的化學需氧量； COD1—為染料廢水降解處理后的化學需氧量； (4) 色度 的去除率在： %100010 ??? C CC色度的去除率 其中： C0— 為焦化廢水未經(jīng)處理時由分光光度儀測的得讀數(shù)； C1— 為焦化廢水經(jīng)過處理后由分光光度儀測的得讀數(shù)； 分析 PAC/ PAM 對焦化廢水色度及 COD 去除率的影響 實驗過程 取 300ml 的焦化廢水水樣分別加入 5 個燒杯中，加入不同濃度的 PAC 攪拌（轉速為 80r∕ min） 1min，再加入相同濃度的 PAM 攪拌 1min，沉淀完全后測色度及 COD， 具體實驗處理見表 。 表 試驗處理 序號 1 2 3 4 5 PAM濃度 1‰ 1‰ 1‰ 1‰ 1‰ 用量（ ml） 4 4 4 4 4 PAC濃度 4﹪ 5﹪ 6﹪ 7﹪ 8﹪ 用量（ ml） 10 10 10 10 10 遼寧科技大學畢業(yè)設計（論文） 第 12 頁 結果與分析 0204060801004﹪ 5﹪ 6﹪ 7﹪ 8﹪P A C 的濃度去除率%C O D 去除率 色度去除率 圖 PAC/ PAM 對焦化廢水色度及 COD去除率的影響 聚合氯化鋁 (PAC)是一種新型無機高分子水處理絮凝劑，在水解過程中伴隨電化學發(fā)生，具有較強的架橋吸附性能和凝聚能力。聚丙烯酰胺（ PAM）為水溶性高分子聚合物，不溶于大多數(shù)有機溶劑，具有良好的絮凝性，可以降低液體之間的磨擦阻力。在實際廢水處理中，聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺常常配合使用， 聚丙 作為助凝劑，可以顯著提高絮凝效果。 在對比試驗中，單獨使用膨潤土處理焦化廢水，體系中膨 潤土以懸液的形式存在，由于膨潤土粒徑很小（ 小于 45μm），導致沉淀時間過長，因而在實際工程中難以單獨應用。 因此，本實驗中引入 PAC 與 PAM 與粘土礦物配合使用對焦化廢水進行 深度處理。本實驗研究了 PAC/ PAM 的比例對焦化廢水脫色及 COD 去除率的影響，以確定 PAC/ PAM 的最佳比例，具體試驗結果見圖 ?？梢园l(fā)現(xiàn)，在 PAM 用量固定條件下，增加 PAC 的投加量，焦化廢水中 COD 去除率明顯提高，當 PAC與 PAM 比例（質量比）增加到 150/1 時，