吸附法處理焦化廢水的研究

王 婷，擺玉龍，王 維

（新疆化工設計研究院有限責任公司，新疆烏魯木齊 830000）

1 概述

焦化廢水是煤高溫裂解得到煤氣和焦炭并在生產過程中回收加工焦油等副產品的過程中產生的。焦化廢水所含污染物可分為無機和有機兩類。無機物質一般是以銨鹽的形式存在；有機物質主要以酚類化合物為主，另外還有雜環類化合物，包括二氮雜苯、氮雜苊、氮雜菲、吡啶、喹啉、吲哚等[1-4]。若這類廢水超標排放，不僅會使周圍的水體、土壤等產生較大的危害，另外也會通過食物鏈對人體產生毒害作用[5-8]。

目前，焦化廢水通常采用生化法工藝去除CODCr和氨氮[9-10]，包括傳統活性污泥法[1]，A/O工藝、A2/O工藝、SBR工藝等，但處理效果受污水的化學性質、pH、水溫、水力停留時間等因素影響較大。其次，還有利用化學法和物理化學法處理焦化廢水，但成本較高。

本研究采用吸附法，將污染物從廢水中吸附到吸附劑上，達到去除的目的。吸附法是有效的去除有機物及脫色的技術，國內對吸附法處理廢水的研究較多[11]，采用的吸附劑種類也較多[3，12]，常用的吸附劑為活性炭、粉煤灰和焦炭等。本文主要通過研究吸附劑種類、吸附劑投加量對出水CODCr去除率、色度去除率，濁度去除率等的影響，篩選經濟適用的吸附劑，從而為焦化廢水的治理提供新的技術途徑和理論依據。

2 材料與方法

2.1 儀器與試劑

儀器：PL403電子天平；磁力攪拌器；電熱恒溫鼓風干燥箱；化學耗氧量測試儀；濁度儀。

試劑：粉末活性炭；粉煤灰；濃硫酸；硫酸銀；重鉻酸鉀；

2.2 實驗方法

2.2.1 粉煤灰作吸附劑

在錐形瓶中移取50mL焦化廢水，分別加入廢水質量的5%、10%、15%、20%、25%、30%的粉煤灰。室溫條件下，攪拌60min，處理完畢后，將水樣過濾收集，分析濾液的CODCr、色度，濁度等。

2.2.2 粉煤灰-1%粉末活性炭混合物作吸附劑

在錐形瓶中移取50mL焦化廢水，分別加入粉煤灰-粉末活性炭混合吸附劑。粉末活性炭用量為廢水量的1%，粉煤灰用量為廢水質量的5%、10%、15%、20%、25%、30%。室溫條件下，攪拌60min，處理完畢后，將水樣過濾收集，分析濾液的CODCr、色度，濁度等。

2.2.3 粉煤灰-2%粉末活性炭混合物作吸附劑

在錐形瓶中移取50mL焦化廢水，分別加入粉煤灰-粉末活性炭混合吸附劑。粉末活性炭用量為廢水量的2%，粉煤灰用量為廢水量的5%、10%、15%、20%、25%、30%。室溫條件下，攪拌60min，處理完畢后，將水樣過濾收集，分析濾液的CODCr、色度，濁度等。

2.3 分析方法

COD：重鉻酸鉀法；

濁度：濁度儀；

色度：稀釋倍數法。

3 結果與討論

3.1 粉煤灰對焦化廢水COD去除率、色度去除率的影響

圖1 粉煤灰做吸附劑，COD、色調去除率

由圖1可以看出，改變粉煤灰投加量，隨著吸附劑投加量的增加，焦化廢水原水中COD去除率、色度去除率逐漸增大，當吸附劑用量達到25%時，廢水中COD的去除率和色度去除率不再明顯變化，粉煤灰吸附已達到飽和。但是，從圖中數據可以看出，粉煤灰作吸附劑處理焦化廢水離處理要求還遠遠不夠。

圖2 粉煤灰-1%粉末活性炭混合吸附劑處理效果

3.2 粉煤灰-粉末活性炭混合吸附劑對焦化廢水COD去除率、色度去除率的影響

粉煤灰-粉末活性炭混合吸附劑處理效果見圖2～圖3。

圖3 粉煤灰-2%粉末活性炭混合吸附劑處理效果

由圖2、圖3可知，粉煤灰-粉末活性炭混合吸附處理效果明顯好于粉煤灰。其中，COD去除率最高可達86.93%，色度的去除率最高可達80.19%。當吸附劑用量為20%時，COD去除率、色度去除率增幅逐漸變緩，綜合考慮去除效果和經濟性，粉末活性炭，粉煤灰最佳配比為1∶20。

4 結論

綜合分析，粉煤灰的沉淀和過濾只能對吸附起補充作用，不能替代吸附的主導地位。但是，粉煤灰作為我國當前排放量最大的工業廢渣之一，與活性炭結合處理焦化廢水能實現以廢治廢，對節能減排、綠色化工等方面的研究有一定的參考價值。