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(xué) 化學(xué)工程聯(lián)合國家重點實驗室，上海 200237）

幾種焦化廢水深度處理技術(shù)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(xué) 化學(xué)工程聯(lián)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(jìn)行深度處理。試驗結(jié)果表明： Fenton試劑氧化法處理后出水COD去除率最高達(dá)75.4%，色度去除率達(dá)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，F(xiàn)enton試劑氧化法具有更高的工程應(yīng)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(chǎn)品的精制過程。焦化廢水所含污染物包括酚類、多環(huán)芳香族化合物以及含氮、氧、硫的雜環(huán)化合物等，是一種典型的難降解有機(jī)廢水。我國焦化廢水處理技術(shù)從簡單的機(jī)械除油技術(shù)發(fā)展到成熟的生物脫酚技術(shù)。20世紀(jì)80年代末，生物脫氮技術(shù)得到迅速的推廣應(yīng)用［1-2］。近年來，焦化廢水深度處理技術(shù)的研究發(fā)展很快，方法也很多，大多數(shù)還是在實驗室或中試階段，也有部分工業(yè)化應(yīng)用試驗［3-15］。主要技術(shù)有吸附法、氧化法、反滲透技術(shù)及電化學(xué)、微波、超聲技術(shù)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(dá)到GB13456—1992 《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級排放標(biāo)準(zhǔn)［16］，水質(zhì)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(huán)利用，故需要進(jìn)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(zhì)（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(jīng)過混凝沉淀和砂濾器處理去除部分懸浮物后，進(jìn)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(jìn)行脫附再生，再生后的樹脂可循環(huán)用于下一個吸附周期。共進(jìn)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(jìn)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(nèi)循環(huán)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(zhì)量濃度［17］；采用鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法測定廢水色度［17］。

2 結(jié)果與討論

2.1 Fenton試劑氧化法處理效果

根據(jù)生化工藝出水（即Fenton試劑氧化法進(jìn)水）水質(zhì)，設(shè)定出水目標(biāo)COD和 Fenton試劑加入量，F(xiàn)enton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(diào)節(jié)Fenton試劑加入量可以調(diào)控出水水質(zhì)，F(xiàn)enton試劑氧化法處理后出水COD去除率最高達(dá)75.4%，色度去除率達(dá)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(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)，每個吸附器中的樹脂在達(dá)到飽和吸附后需要進(jìn)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(xiàn)磁性樹脂與廢水的快速高效分離，實現(xiàn)對廢水的連續(xù)處理，但與Fenton試劑氧化法相比，COD去除率較低。綜合考慮，F(xiàn)enton試劑氧化法具有更高的工程應(yīng)用價值。

3 結(jié)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(jìn)行深度處理。Fenton試劑氧化法處理后出水COD去除率最高達(dá)75.4%，色度去除率達(dá)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%?？梢?，F(xiàn)enton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，F(xiàn)enton試劑氧化法具有更高的工程應(yīng)用價值。

［1］ 趙靜，王英武. 焦化廢水深度處理技術(shù)及應(yīng)用［J］. 燃料與化工，2011，42（1）：48 - 51.

［2］ 李柳，王晴，劉巨猛. 焦化廢水處理工藝進(jìn)展［J］. 燃料與化工，2009，40（6）：35 - 39.

［3］ 朱新鋒. 用活性炭處理焦化廢水的研究［J］. 燃料與化工，2005，36（5）：44 - 46.

［4］ 范明霞，袁頌東，皮科武，等. 高硫煤基高比表面積活性炭吸附處理焦化廢水的研究［J］. 環(huán)境科學(xué)與管理，2007，32（8）：91 - 92.

［5］ 周靜，李素芹，蒼大強(qiáng)，等. 利用粉煤灰深度處理焦化廢水的研究［J］. 中國資源綜合利用，2007，25（1）：19 - 21.

［6］ 左志芳，黃永蘭. 沸石生物脫氮處理焦化廢水研究［J］. 江蘇化工，2007，35（5）：40 - 43.

［7］ Bigda R J. Consider Fenton’s chem istry for wastewater treatment［J］. Chem Eng Prog ，1995，91：62 - 66.

［8］ Anabela M F，Guedes M，Luis M P，et al. Fenton oxidation of cork cooking wastewater—Overall kinetic analysis［J］. Water Res，2003，37：3061 - 3069.

［9］ 王春敏，步啟軍，王維軍. Fenton法處理焦化廢水的試驗研究［J］. 遼寧化工，2006，35（3）：147 - 149.

［10］ 李亞峰，王春敏，周紅星，等. Fenton氧化與吸附法聯(lián)合處理焦化廢水的研究［J］. 沈陽建筑大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2005，21（4）：354 - 357.

［11］ 陳新. 反滲透技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用研究［J］. 燃料與化工，2008，39（1）：31 - 32.

［12］ 劉艷飛. 電化學(xué)法處理焦化廢水的研究進(jìn)展［J］. 燃料與化工，2011，42（4）：46 - 48.

［13］ 毛云海，曹吉良，張燕玲，等. 微波技術(shù)深度處理焦化廢水的工業(yè)性實踐［J］. 燃料與化工，2010，41（6）：31 - 39.

［14］ 趙寶順，肖新顏，張會平. 納米二氧化鈦光催化降解苯酚水溶液［J］. 精細(xì)化工，2005，22（5）：339 -341.

［15］ 趙文蓓，范麗娜. 改性二氧化鈦催化降解苯酚廢水的研究［J］. 黑龍江水專學(xué)報，2005，32（2）：80 - 83.

［16］ 冶金部建筑研究總院. GB13456—1992 鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)［S］. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1992.

［17］ 原國家環(huán)境保護(hù)總局《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會. 水和廢水監(jiān)測分析方法［M］. 第4版. 北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002：210 - 211，254 - 256，276 - 279.

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，F(xiàn)enton 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(qū)都安縣人，碩士，高級工程師，主要從事化工、能源、環(huán)保等領(lǐng)域的技術(shù)和管理工作。電話 13877278971，電郵shaodongtan@163.com。

（編輯 祖國紅）