幾種焦化廢水深度處理技術的比較

譚紹棟，羅 玲，閻 駿，凌 昊

（1. 柳州鋼鐵股份有限公司，廣西 柳州 545002；

2. 華東理工大學 化學工程聯合國家重點實驗室，上海 200237）

幾種焦化廢水深度處理技術的比較

譚紹棟1，羅 玲1，閻 駿1，凌 昊2

（1. 柳州鋼鐵股份有限公司，廣西 柳州 545002；

2. 華東理工大學 化學工程聯合國家重點實驗室，上海 200237）

分別采用Fenton試劑氧化法、固定床離子交換樹脂吸附法和流化床磁性樹脂吸附法對某焦化廠焦化廢水生化工藝出水進行深度處理。試驗結果表明： Fenton試劑氧化法處理后出水COD去除率最高達75.4%，色度去除率達89.1%；固定床離子交換樹脂吸附法COD去除率為49.4%，色度去除率為96.5%；流化床磁性樹脂吸附法COD去除率為58.2%，色度去除率為90.2%。Fenton試劑氧化法COD去除率較高，固定床離子交換樹脂吸附法和流化床磁性樹脂吸附法色度去除率較高。綜合考慮，Fenton試劑氧化法具有更高的工程應用價值。

焦化廢水； 芬頓試劑；固定床；離子交換樹脂；流化床；磁性樹脂；吸附；廢水深度處理

焦化廢水主要來自煉焦、煤氣凈化及化工產品的精制過程。焦化廢水所含污染物包括酚類、多環芳香族化合物以及含氮、氧、硫的雜環化合物等，是一種典型的難降解有機廢水。我國焦化廢水處理技術從簡單的機械除油技術發展到成熟的生物脫酚技術。20世紀80年代末，生物脫氮技術得到迅速的推廣應用［1-2］。近年來，焦化廢水深度處理技術的研究發展很快，方法也很多，大多數還是在實驗室或中試階段，也有部分工業化應用試驗［3-15］。主要技術有吸附法、氧化法、反滲透技術及電化學、微波、超聲技術等。

本工作比較了Fenton試劑氧化法、固定床離子交換樹脂吸附法和流化床磁性樹脂吸附法對某焦化廠廢水生化工藝出水的深度處理效果，為焦化廢水的深度處理工藝選擇提供了新的思路。

1 試驗部分

試驗用焦化廢水生化工藝出水已達到GB13456—1992 《鋼鐵工業水污染物排放標準》的一級排放標準［16］，水質情況見表1。由表1可見，生化工藝出水中COD和色度仍較高，影響該廢水的循環利用，故需要進行深度處理。

1.1 Fenton試劑氧化法深度處理工藝

采用Fenton試劑氧化法深度處理生化工藝出水的中試工藝流程見圖1。廢水處理流量為200 L/h。

表1 焦化廢水生化工藝出水水質（平均值）

圖1 Fenton試劑氧化法深度處理生化工藝出水的中試工藝流程

1.2 固定床離子交換樹脂吸附法深度處理工藝

采用固定床離子交換樹脂吸附法深度處理生化工藝出水的中試工藝流程見圖2。生化工藝出水經過混凝沉淀和砂濾器處理去除部分懸浮物后，進入樹脂吸附罐去除COD和色度。樹脂吸附飽和后，加入脫附劑和活化劑對樹脂進行脫附再生，再生后的樹脂可循環用于下一個吸附周期。共進行了6個周期的吸附試驗。廢水處理流量為160 L/h。

圖2 固定床離子交換樹脂吸附法深度處理生化工藝出水的中試工藝流程

1.3 流化床磁性樹脂吸附法深度處理生化工藝出水

采用流化床磁性樹脂吸附法深度處理生化工藝出水，分別將混凝沉淀池出水和二沉池出水進行了一級樹脂脫附和二級樹脂脫附試驗。將吸附飽和的樹脂從流化床中分離出來，再生后再次投入樹脂吸附罐內循環使用。廢水處理流量為1 000 L/h。

1.4 分析方法

采用重鉻酸鉀法測定廢水COD［17］；采用濾膜過濾法測定廢水中懸浮物質量濃度［17］；采用鉑鈷標準比色法測定廢水色度［17］。

2 結果與討論

2.1 Fenton試劑氧化法處理效果

根據生化工藝出水（即Fenton試劑氧化法進水）水質，設定出水目標COD和 Fenton試劑加入量，Fenton試劑氧化法處理后出水COD和色度以及COD去除率和色度去除率見表2。由表2可見，通過調節Fenton試劑加入量可以調控出水水質，Fenton試劑氧化法處理后出水COD去除率最高達75.4%，色度去除率達89.1%。

表2 Fenton試劑氧化法處理后出水COD和色度以及COD去除率和色度去除率

2.2 固定床離子交換樹脂吸附法處理效果

固定床離子交換樹脂吸附法對生化工藝出水的COD和色度去除效果分別見圖3和圖4。由圖3可見，6個試驗周期的處理后廢水COD平均為79 mg/L，COD去除率為49.4%。由圖4可見，處理后廢水的色度平均為20倍，色度去除率為96.5%。該方法對色度的去除率較高。固定床離子交換樹脂吸附法需要多個吸附器才能進行連續生產，每個吸附器中的樹脂在達到飽和吸附后需要進行樹脂再生。

圖3 固定床離子交換樹脂吸附法對生化工藝出水的COD去除效果

圖4 固定床離子交換樹脂吸附法對生化工藝出水的色度去除效果

2.3 流化床磁性樹脂吸附法處理效果

流化床磁性樹脂吸附法中試試驗4個周期的COD和色度去除效果見圖5和圖6。

圖5 流化床磁性樹脂吸附法對生化工藝出水的COD去除效果

圖6 流化床磁性樹脂吸附法對生化工藝出水的色度去除效果

由圖5可見，4個周期平均的處理后廢水COD為59 mg/L， COD去除率為58.2%。由圖6可見，4個周期平均的處理后廢水色度為55倍，色度去除率為90.2%。流化床磁性樹脂吸附法可以實現磁性樹脂與廢水的快速高效分離，實現對廢水的連續處理，但與Fenton試劑氧化法相比，COD去除率較低。綜合考慮，Fenton試劑氧化法具有更高的工程應用價值。

3 結論

分別采用Fenton試劑氧化法、固定床離子交換樹脂吸附法和流化床磁性樹脂吸附法對某焦化廠生化工藝出水進行深度處理。Fenton試劑氧化法處理后出水COD去除率最高達75.4%，色度去除率達89.1%；固定床離子交換樹脂吸附法COD去除率為49.4%，色度去除率為96.5%；流化床磁性樹脂吸附法COD去除率為58.2%，色度去除率為90.2%。可見，Fenton試劑氧化法COD去除率較高，固定床離子交換樹脂吸附法和流化床磁性樹脂吸附法色度去除率較高，綜合考慮，Fenton試劑氧化法具有更高的工程應用價值。

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Com parison of Several Processes for Advanced Treatment of Coking W astewater

Tan Shaodong1， Luo Ling1， Yan Jun1， Ling Hao2

（1. Liuzhou Iron and Steel Company，LTD.，Liuzhou Guangxi 545002，China；2. State Key Laboratory of Chemical Engineering，East China University of Science and Technology，Shanghai 200237，China）

Bio-treated coking wastewater from a coke plant was treated respectively by Fenton reagent oxidation，ion exchange resin adsorption in fixed bed and magnetic resin adsorption in fluid bed. The test results show that：The removal rates of COD and chroma of the effluent from Fenton reagent oxidation are 75.4% and 89.1%；those from ion exchange resin adsorption in fixed bed are 49.4% and 96.5%；And those from magnetic resin adsorption in fluid bed are 58.2% and 90.2%. These results indicate that Fenton reagent oxidation process is better for the removal of COD，however，the processes of ion exchange resin adsorption in fixed bed and magnetic resin adsorption in fluid bed are better for the removal of chroma. By comprehensive consideration，Fenton reagent oxidation process is more available for engineering application.

coking wastewater；Fenton reagent；fixed bed；ion exchange resin；fluid bed；magnetic resin；adsorption；advanced treatment of wastewater

X703

A

1006 - 1878（2012）02 - 0160 - 04

2011 - 10 - 31；

2011 - 12 - 23。

譚紹棟（1971—），男，廣西壯族自治區都安縣人，碩士，高級工程師，主要從事化工、能源、環保等領域的技術和管理工作。電話 13877278971，電郵shaodongtan@163.com。

（編輯 祖國紅）