【導(dǎo)讀】鈣、PAC、PAM作為基本材料，對(duì)焦化廢水進(jìn)行深度處理。加無(wú)機(jī)氧化劑次氯酸鈣能進(jìn)一步提高焦化廢水色度及COD的去除率。添加量為，色度、COD去除率分別提高5%、6%左右。通過(guò)正交試驗(yàn)確定。去除COD的最佳反應(yīng)條件為：膨潤(rùn)土+. 優(yōu)化處理后的焦化廢水COD降到，色度為30度，達(dá)到《污。水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

　　

【正文】 0 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論 試驗(yàn)后所得 具體試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖 。 不同比例膨潤(rùn)土、凹凸棒石的影響曲線50607080901000/11/0膨潤(rùn)土/凹凸棒石（g）去除率/%COD色度 從圖 可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)膨潤(rùn)土與凹凸棒石比例為 0/1 時(shí)，即體系中完全為凹凸棒石時(shí)，焦化廢水中 COD 去處率為 %，脫色率達(dá)到 %；當(dāng)膨潤(rùn)土與凹凸棒石比例為 1/0 時(shí)，即體系中完全為膨潤(rùn)土?xí)r，焦化廢水中 COD 去處率為 %，脫色率達(dá)到 %；表明純膨潤(rùn)土的 COD 去除能力不及凹凸棒石，但脫色效果相近。當(dāng)膨潤(rùn)土與凹凸棒石混合體系中凹凸棒石的比例逐漸降低時(shí)，焦化廢水中 COD 和色度的去除效果都表現(xiàn)出一定程度的提高 ，尤其是色度的去除效果明顯增強(qiáng)。當(dāng)混合體系中膨潤(rùn)土與凹凸棒石比例為 4/1 時(shí)， COD 去除率和脫色率都達(dá)到最大值，分別為 %和 %。當(dāng)混合體系中膨潤(rùn)土與凹凸棒石比例高于 4/1 時(shí)， COD 去除率和脫色率又有所降低。 以上結(jié)果表明，膨潤(rùn)土與凹凸棒石混合處理焦化廢水的效果要好于單獨(dú)采用膨潤(rùn)土或凹凸棒石的處理效果。通過(guò)本試驗(yàn)確定膨潤(rùn)土與凹凸棒石的最佳配比為4/1，此時(shí)焦化廢水中 COD 為 ，色度為 70 度 ， 稍優(yōu) 于 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB 8978— 1996） 一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 本科生畢業(yè)論文 第 22 頁(yè) 次氯酸鈣 氧 化對(duì)焦化廢水 COD去除和脫色的影響 化學(xué)氧化法是近年來(lái)在廢水深度處理方面較為的一種處理方法。比如臭氧氧化法、二氧化氯氧化法、次氯酸鈉氧化法等；但他們處理費(fèi)用高、制取麻煩、使用繁瑣。 本實(shí)驗(yàn)采用次氯酸鈣作為氧化劑， 次氯酸鈣是一種便宜、存在廣泛、制取方便、氧化性能也較強(qiáng)的氧化劑。運(yùn)用次氯酸鈣能將焦化廢水中環(huán)狀的不易生物降解的有機(jī)物開(kāi)環(huán)斷鏈。使焦化廢水中成色基團(tuán)的含量有所降低，從而使焦化廢水出水的 COD 及色度達(dá)到更低。 實(shí)驗(yàn)處理 取 300ml 焦化廢水生化出水水樣，分別加入比例 為 4:1 膨潤(rùn)土 、 凹凸棒石 共 并混入不同量的次氯酸鈣 ，快速攪拌 15min， 轉(zhuǎn)速為 150~200r/min；后加入質(zhì)量濃度為 6%的 PAC10ml，慢速攪拌 1min， 80r/min；然后再加入質(zhì)量濃度為 1‰的 PAM4ml ,慢速攪拌 1min， 80r/min。然后靜置 30min， 測(cè)定上清液中色度及 COD含量。 具體 實(shí)驗(yàn) 處理 如表 所示 。 表 實(shí)驗(yàn)處理 序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 次氯酸鈣 /g 本科生畢業(yè)論文 第 23 頁(yè) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 試驗(yàn)后所 得 具體試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖 。 次氯酸鈣對(duì)生化出水COD及色度影響曲線30405060708090100 次氯酸鈣/g去除率/%COD色度 從圖 中可以發(fā)現(xiàn)，次氯酸鈣 對(duì)焦化廢水 COD 去除及脫色產(chǎn)生明顯的影響 ，當(dāng)添加量為 ， COD 去除率達(dá)到 %，色度去除率達(dá)到 %。增加次氯酸鈣的用量， COD 及色度的去除率都有所增加，當(dāng)次氯酸鈣量增加到,COD 及色度的去除率均達(dá)到最大值（分別為 %、 %），此時(shí)，焦化廢水中 COD 濃度為 63mg/L， 色度為 25 度；大大 優(yōu) 于 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB 8978— 1996） 一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)次氯酸鈣用量超過(guò) ，此時(shí) COD及色度去除率有較小的降低。 綜合以上試驗(yàn)結(jié)果，確定本試驗(yàn)中 次氯酸鈣 的最佳添加量為每 ，此時(shí)焦化廢水出水的 pH 在 左右。 正交試驗(yàn) 正交試驗(yàn)是利用正交表安排多因素試驗(yàn)、分析試驗(yàn)結(jié)果的一種設(shè)計(jì)方法。它從多因素試驗(yàn)的全部水平組合中挑選部分由代表性的水平組合進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)這部分試驗(yàn)結(jié)果的分析了解全面試驗(yàn)的情況，找到最優(yōu)水平組合。 若試驗(yàn)的主要目的是尋求最優(yōu)水平組合，則可以利用正交設(shè)計(jì)來(lái)安排試驗(yàn)。正交設(shè)計(jì)的基本特點(diǎn)是，用部分試驗(yàn)來(lái)代替全面試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)部分試驗(yàn)的結(jié)果分 本科生畢業(yè)論文 第 24 頁(yè) 析，了解全面試驗(yàn)的情況。正 因?yàn)檎辉囼?yàn)是來(lái)代替全面試驗(yàn)，它不可能像全面試驗(yàn)?zāi)菢訉?duì)個(gè)因素效應(yīng)、正交作用一一分析；且當(dāng)交互作用存在時(shí)，有可能出現(xiàn)交互作用的混雜。雖然正交設(shè)計(jì)有上述不足，但它能通過(guò)部分試驗(yàn)找到最優(yōu)水平組合，因而很受實(shí)際工作者青睞。 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 取 300ml 焦化廢水水樣分別加入不同量的 粘土礦（按按比例添加）、次氯酸鈣 ，在攪拌機(jī)攪拌 15min， 轉(zhuǎn)速為 150～ 200r/min，加入不同濃度的 PAC10ml，攪拌 1min， 轉(zhuǎn)速為 80 r/min，加不同濃度的 PAM4ml，攪拌 1min， 轉(zhuǎn)速為 80r/min。 本探究通 過(guò)三因素五水平進(jìn)行各藥劑最佳復(fù)配添加量的探究。具體正交試驗(yàn)因素水平如下表 所示： 表 正交試驗(yàn)因素水平 序號(hào) 1 2 3 4 5 藥量 1 次氯酸鈣 PAC+PAM 4%+‰ 5%+‰ 6%+1‰ 7%+2‰ 8%+3‰ 本科生畢業(yè)論文 第 25 頁(yè) 正交試驗(yàn)具體所得數(shù)據(jù)如下表 ： 表 正交試驗(yàn)各藥品添加量及實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù) 序號(hào) 粘土礦 /g 次氯酸鈣/g PAC PAM A 色度 去除率 /% COD COD 去除率 /% 1 4% % 2 5% % 3 6% % 4 7% % 5 8% % 6 5% % 7 6% % 8 7% % 9 8% % 10 4% % 11 6% % 12 7% % 13 8% % 14 4% % 15 5% % 16 7% % 17 8% % 18 4% % 19 5% % 20 6% % 21 8% % 22 4% % 23 5% % 24 6% % 25 7% % 設(shè) A因素為膨潤(rùn)土 /凹凸棒石 =4/1配比的加藥量，五個(gè)水平為： 5。 B因素為次氯酸鈣的加藥量，五 個(gè)水平為： 5。 C因素為 PAC和 PAM質(zhì)量濃度配比，五個(gè)水平為： 5。 本科生畢業(yè)論文 第 26 頁(yè) 正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 ，從色度去除率方面看根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析得出結(jié)果如下： （ 1）正交試驗(yàn)從色度去除方面所得各因素 同一水平試驗(yàn)指標(biāo)平均數(shù) 如下表： 表 正交試驗(yàn)去除色度 序號(hào) 1 2 3 4 5 KA% KB% KC% （ 2）由上表所得數(shù)據(jù)繪制柱狀圖如下所示： 正交色度去除柱狀圖1 2 3 4 5水平去除率KAKBKC 由上述圖可以看出當(dāng)粘土礦添加量為 、次氯酸鈣添加量為 1g/L、PAC+PAM為 7%+%時(shí)出水色度最好。 本科生畢業(yè)論文 第 27 頁(yè) ，從 COD去除率方面看根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析得出結(jié)果如下 ： （ 1）正交試驗(yàn)從 COD去除方面所得各因素同一水平試驗(yàn)指標(biāo)平均數(shù)如下表： 表 正交試驗(yàn)去除 COD 序號(hào) 1 2 3 4 5 KA% KB% KC% （ 2）由上表所得數(shù)據(jù)繪制柱狀圖如下所示： 正交COD去除柱狀圖1 2 3 4 5 水平去除率/%KAKBKC 由上述圖可以看出當(dāng)粘土礦添加量為 、次氯酸鈣添加量為 、PAC+PAM為 5%+%時(shí)出水 COD最好。 正交試驗(yàn)最佳配比驗(yàn)證 正交試驗(yàn)色度去除藥劑添加量最佳配比驗(yàn)證 由 正交試驗(yàn)所得色度最佳配比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)藥量添加如下表 ： 表 各藥劑添加量 粘土礦 /g 次氯酸鈣 /g PAC PAM 7% % 本科生畢業(yè)論文 第 28 頁(yè) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在最佳配比條件下，處理后的焦化廢水色度去除率為 %，COD去除率為 %。此時(shí)出水色度為 20度， COD為 ，遠(yuǎn)低于國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB 8978— 1996） 一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 正交試驗(yàn) COD 去除藥劑添加量最佳配比驗(yàn)證 由正交試驗(yàn)所得 COD最佳配比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)藥量添加如下表 ： 表 各藥劑添加量 粘土礦 /g 次氯酸鈣 /g PAC PAM 5% % 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在最佳配比條件下，處理后的焦化廢水 COD去除率為 %,色度去除率為 %。此時(shí) COD為 ，色度為 20度， 大大優(yōu)于 國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB 8978— 1996） 一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 成本分析 根據(jù)市場(chǎng)行情，對(duì) 本實(shí)驗(yàn)中最佳組合混合絮凝劑 的生產(chǎn)成本進(jìn)行估算。 （ 1）根據(jù)色度去除率最佳配比進(jìn)行估算見(jiàn)下表 。 表 處理 1m3焦化廢水廢酸所需藥劑 成本 元 /m3 原料名稱 膨潤(rùn)土 凹凸棒石 次氯酸鈣 聚鋁 聚丙 原料價(jià)格（元 /t） 200 240 400 900 9800 原料消耗（ kg） 生產(chǎn)成本（元） 合計(jì)（元 /m3） 由上表可知，處理 1m3焦化廢水（二級(jí)生化出水）需藥劑成本 約 ，在進(jìn)水 COD180mg/L，色度 250條件下，使用 混凝吸附方和化學(xué)氧化法 對(duì)焦化廢水（二級(jí)生化出水）進(jìn)行處理，可使出水 水質(zhì)指標(biāo) 色度為 20， COD為 。遠(yuǎn)低于國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB 8978— 1996） 一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 （ 2）根據(jù) COD去除率最佳配比進(jìn)行估算見(jiàn)下表 。 本科生畢業(yè)論文 第 29 頁(yè) 表 處理 1m3焦化廢水廢酸所需藥劑成本 元 /m3 原料名稱 膨潤(rùn)土 凹凸棒石 次氯酸鈣 聚鋁 聚丙 原料價(jià)格（元 /t） 200 240 400 900 9800 原料消耗（ kg） 生產(chǎn)成本（元） 合計(jì)（元 /m3） 由上表可知，處理 1m3焦化廢水（二級(jí)生化出水）需藥劑成本 約 ，在進(jìn)水 COD180mg/L，色度 250條件下，使用 混凝吸附和化學(xué)氧化方法 對(duì)焦化廢水（二級(jí)生化出水）進(jìn)行處理，可使出水水質(zhì)指標(biāo) COD為 ，色度為 30。遠(yuǎn)低于 國(guó)家 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB 8978— 1996） 一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 本科生畢業(yè)論文 第 30 頁(yè) 結(jié)論 通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)研究，可以得出以下結(jié)論： （ 1） 膨潤(rùn)土具有較高的吸附性能，當(dāng)膨潤(rùn)土添加量為 ， PAC 添加量為、 PAM添加量為 ， COD去除率達(dá)到 %， 脫色率達(dá)到 %，達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 （ GB 8978— 1996） 一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 （ 2）采用凹凸棒石作為膨潤(rùn)土的改性劑，可以提高焦化廢水 COD 和色度 去除效果。當(dāng)膨潤(rùn)土與凹凸棒石比例為 4/1 時(shí)，處理效果最好，與單一添加膨潤(rùn)土相比， COD、色度 去除率 明顯提高。 （ 3）添加無(wú)機(jī)氧化劑次氯酸鈣能進(jìn)一步有效的去除焦化廢水的色度及 COD。當(dāng)次氯酸鈣添加量為 ，色度、 COD 去除率分別提高 5%和 6%左右。 （ 4）焦化廢水深度處理中去除 色度的最佳反應(yīng)條件為：膨潤(rùn)土 +凹凸棒石為，比例為 4:1；次氯酸鈣 ； PAC 為 、 PAM 為 。優(yōu)化處理后的焦化廢水色度去除率為 %， COD 去除率為 %； COD 為，色度為 20 度，遠(yuǎn)優(yōu)于國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 (G